фотоэффект-итоговое

КОЛЛОКВИУМ №3.

Эффект Комптона. Давление света. Фотоэффект.

Теория Бора для водородоподобных атомов.

Уровень 1.

1. Если зачерненную пластинку, на которую падает свет, заменить на зеркальную той же площади, то световое давление

а) увеличится в 2 раза; б) уменьшится в 2 раза; в) не изменится.

2. На легкой нерастяжимой нити подвешено коромысло с двумя лепестками, один из которых зачернен, а другой – абсолютно белый. Как будет вести себя коромысло, если установку освещать нормально падающим светом? (см. рис.)

3. На каком графике верно изображена зависимость максимальной кинетической энергии E_мах фотоэлектронов т от импульса падающих фотонов? Ответ обоснуйте.

а) б) в) г)

4. Кинетическая энергия электронов при внешнем фотоэффекте увеличивается, если

а) уменьшается энергия кванта падающего кванта;

б) увеличивается работа выхода электронов из металла;

в) уменьшается работа выхода электронов из металла;

г) увеличивается интенсивность светового потока.

5. На рисунке представлены две зависимости кинетической энергии фотоэлектронов Е_к от частоты v падающего света. Укажите верные утверждения.

а) С помощью этих зависимостей можно определить значение постоянной Планка.

б) А < A, где A и А - значения работы выхода электронов из соответствующего металла.

в) Зависимости получены для двух различных металлов.

6. На рисунке представлены две зависимости задерживающего напряжения U_з от частоты  падающего света. Укажите верные утверждения.

а) λ₀₁ > λ₀₂, где λ₀₁ и λ₀₂ – значения красной границы фотоэффекта для соответствующего металла

б) А₂ < A₁, где A₁ и A₂ - значения работы выхода электронов из соответствующего металла

в) Зависимости получены для двух различных металлов.

7. На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.

Наибольшей частоте кванта в серии Лаймана соответствует переход

а) б)

в) г)

7. Электрон в атоме водорода перешел из основного состояния в возбужденное с n=3. Радиус его боровской орбиты

а) уменьшился в 3 раза; б) не изменился; в) увеличился в 3 раза;

г) увеличился в 9 раз; д) уменьшился в 9 раз.

Уровень 2.

1. При каком угле рассеяния фотона на свободном электроне кинетическая энергия электрона отдачи будет максимальной? Ответ обоснуйте.

2. На рисунке показаны направления падающего фотона (), рассеянного фотона (γ) и электрона отдачи (e). Угол рассеяния 90°, направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол =30°. Чему равен импульс рассеянного фотона, если импульс падающего фотона P_ф?

3. На рисунке показаны направления падающего фотона (), рассеянного фотона ('), и электрона отдачи (е). Угол рассеяния 90°, направление движения электрона отдачи составляет с направлением падающего фотона угол =30°.Чему равен импульс рассеянного фотона (в МэВ с)/м), если импульс электрона отдачи 3(МэВ с)/м.

4. Параллельный пучок света падает по нормали на зачерненную плоскую поверхность, производя давление Р. Чему должен быть равен угол падения (отсчитываемый от нормали к поверхности), чтобы при замене поверхности на зеркальную давление света не изменялось?

5. Как изменится «красная граница» фотоэффекта λ_{к ,} если увеличить 1) частоту падающего света; 2) интенсивность падающего света?

6. Как с помощью уравнения Эйнштейна доказать, что сила фототока насыщения пропорциональна интенсивности света.

7. Нарисуйте и объясните вольтамперные характеристики, соответствующие двум различным освещенностям катода (при заданной частоте света).

8. Нарисуйте и объясните вольтамперные характеристики, соответствующие двум различным частотам света (при заданной освещенности катода).

9. На рисунке представлены две зависимости задерживающего напряжения U_з от частоты  падающего света. Объясните, для одного или разных металлов получены данные зависимости.

10. Какова длина волны, соответствующая границе серии Бальмера?

11. Атом водорода находится в состоянии с n=5. Сколько линий содержит его спектр испускания?

12. Какой из переходов соответствует наименьшей частоте кванта в серии Бальмера: n=2  n=1; n=5  n=2; n=4  n=3; n=3  n=2. Ответ обоснуйте.

13. Какой из переходов соответствует наибольшей длине волны кванта в серии Лаймана: n=2  n=1; n=5  n=1; n=4  n=3; n=3  n=2. Ответ обоснуйте.

Уровень 3.

1. Эффект Комптона. Комптоновская длина волны.

2. Внешний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Красная граница фотоэффекта

3. Закономерности внешнего фотоэффекта.

4. Вольтамперная характеристика фотоэффекта.

5. В чем суть комбинационного принципа Ритца? Спектральные серии.

6. В чем состояла невозможность классического истолкования ядерной модели атома водорода?

7. Постулаты Бора. Правило квантования стационарных орбит.

8. Энергия электрона на n-ой стационарной орбиты электрона (вывод).

9. Первый боровский радиус. Радиус n-ой стационарной орбиты электрона (вывод).