Металлическую пластину облучают светом с длиной волны лямбда как изменится максимальная скорость

Обновлено: 05.07.2024

На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его частоты. Как меняются в результате этого число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и их максимальная кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

При увеличении интенсивности увеличивается количество фотонов, следовательно, увеличивается количество вылетающих электронов.
Максимальная кинетическая энергия зависит от частоты падающего света и не зависит от его интенсивности
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_>+E_k\]

При освещении металлической пластины светом длиной волны $\lambda$ наблюдается явление фотоэлектрического эффекта. Установите соответствие между физическими величинами, характеризующими процесс фотоэффекта, перечисленными в первом столбце, и их изменениями во втором столбце при уменьшении в 2 раза длины волны падающего на пластину света. \[\begin <|c|c|>\hline \text < ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ>& \text< ИХ ИЗМЕНЕНИЯ>\\ \hline \text< А) частота световой волны>& \text< 1) остается неизменной>\\ \text < Б) энергия фотона>& \text< 2) увеличивается в 2 раза>\\ \text < В) работа выхода>& \text< 3) уменьшается в 2 раза>\\ \text< Г) максимальная кинетическая энергия фотоэлектрон>а& \text < 4) увеличивается более чем в 2 раза>\\ & \text < 5) увеличивается менее чем в 2 раза>\\ \hline \end\]

При уменьшении длины волны частота света увеличивается \[\nu=\frac<\lambda>\] A) 2
Энергия фотона: \[E=h\nu=\frac<\lambda>\] Б) 2
Работа выхода – это характеристика материала
В) 1
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_>+E_k\] Г) 4

На дифракционную решётку с периодом $d$ перпендикулярно её поверхности падает параллельный пучок света с длиной волны $\lambda$ . Определите, как изменятся число наблюдаемых главных дифракционных максимумов и расстояние от центра дифракционной картины до первого главного дифракционного максимума, если увеличить длину волны падающего света.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится;
2) уменьшится;
3) не изменится.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Дифракционная решетка: \[dsin\varphi=m\lambda\] Число наблюдаемых максимумов определяется, когда $sin\varphi=1$
При увеличении длины волны число наблюдаемых максимумов уменьшается.
Из формулы дифракционной решетки при увеличении длины волны угол, под которым наблюдается максимум увеличивается, следовательно, расстояние между максимумами увеличивается.

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графиках в первом столбце представлены зависимости энергии от длины волны $\lambda$ и частоты света $\nu$ . Установите соответствие между графиком и той энергией, для которой он может определять представленную зависимость. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВИД ЗАВИСИМОСТИ
1) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света
2) зависимость энергии падающих фотонов от частоты падающего света
3) зависимость энергии падающих фотонов от длины волны света
4) зависимость потенциальной энергии взаимодействия
фотоэлектронов с ионами металла от длины волны падающего света

А) График представляет собой часть гиперболы, следовательно, это энергия падающих фотонов от длины волны: \[E=\dfrac<\lambda>\] т.к. длина волны находится в знаменателе.
Б) Рассмотрим уравнение Энштейна: \[h\nu =A+E_\] если $h \nu , то кинетическая энергия равна 0, а если \(h\nu> A$ , то кинетическая энергия больше 0, следовательно под Б номер 1

На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. На графике А представлена зависимость энергии фотонов, падающих на катод, от физической величины $x_1$ , а на графике Б – зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от физической величины $x_2$ . Какая из физических величин отложена на горизонтальной оси на графике А и какая – на графике Б?
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА x
1) длина волны
2) массовое число
3) заряд ядра
4) частота

Интенсивность монохроматического светового пучка плавно увеличивают, не меняя длину волны света. Как изменяются при этом запирающее напряжение и скорость каждого фотона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

“Досрочная волна 2019 вариант 1”

От интенсивности не зависит ни скорость, ни запирающее напряжение: \[h\nu = A+ eU=A+\dfrac\]

На рисунке представлен фрагмент периодической системы химических элементов. Используя таблицу, из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. Укажите их номера.

На рисунке представлен фрагмент периодической системы химических элементов. Используя таблицу, из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения. Укажите их номера.

Пластины плоского воздушного конденсатора площадью S несут заряды +q и −q. Расстояние между пластинами d. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по котор…

Металлическую пластину с работой выхода A облучают светом с длиной волны λ и наблюдают фотоэффект. Чему равны энергия падающих фотонов и запирающее напряжение? Установите соответст…

Металлическую пластину с работой выхода A облучают светом с длиной волны λ и наблюдают фотоэффект. Чему равны частота падающих фотонов и кинетическая энергия фотоэлектронов? Устано…

Некоторые ядра атомов могут захватывать ближайший к ним электрон. Как в этом случае изменяются массовое число и заряд ядра?

Для каждой физической величины определите соответствующи…

При наблюдении внешнего фотоэффекта металлическую пластинку облучали ультрафиолетовыми лучами. На некотором этапе эксперимента увеличили интенсивность падающего света, не изменяя д…

В опыте по наблюдению фотоэффекта в пластине из цинка меняют синий светофильтр на зелёный, оставляя интенсивность света постоянной. Как при этом изменятся кинетическая энергия выле…

Фотон с длиной волны $λ$ движется в вакууме. Чему равны частота и импульс фотона ($h$ — постоянная Планка, $c$ — скорость света в вакууме)? Установите соответствие между физическими вели…

Что произойдёт с импульсом и массой фотона, если увеличить его частоту?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

увеличится
уменьшится
не изме…

Что произойдёт с импульсом и массой фотона, если увеличить его длину волны?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

Уединённый металлический шар освещается светом, вызывающим фотоэффект. Как с течением времени изменяются энергия вылетающих электронов и их импульс?

Для каждой величины определите …

Радиоактивное ядро испытало $β$-распад. Как изменится при этом число нуклонов в ядре и заряд ядра?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

Для некоторых атомов характерна возможность захвата атомным ядром одного из ближайших к нему электронов. Как изменяются при захвате ядром электрона массовое число ядра и число нейт…

Как изменяются при увеличении энергии фотона, кинетическая энергия выбитого им при фотоэффекте электрона и модуль задерживающего потенциала.

Для каждой физической величины определи…

На металлическую пластинку направили монохроматическую световую волну. вызвав фотоэффект. Длину волны уменьшают, не изменяя интенсивность. Как меняется при этом число вылетевших в …

Как изменяются длина волны и импульс фотона при увеличении его энергии?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

увеличится
уменьшится
не изме…

При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит освобождение фотоэлектронов. Как изменится работа выхода и максимальная энергия вылетевших …

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался жёлтый све…

В опыте по наблюдению фотоэффекта уменьшают интенсивность света, облучающего катод. Как при этом изменяются работа выхода электронов из вещества катода и сила фототока насыщения?

Великий немецкий физик – теоретик, основатель квантовой теории- современной теории движения, взаимодействия и взаимных превращений микроскопических частиц.

Атомы испускают энергию согласно

отдельными порциями - квантами

E = h v

h = 6,63 ∙ 10 -34 Дж ∙ с

Эксперимент

№ 1. Цинковую пластину, соединенную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультрафиолетовым светом.

Она быстро разряжается.

№ 2. Если же её зарядить положительно, то заряд пластины не изменится.

Свет вырывает электроны с поверхности пластины

Это явление было открыто немецким учёным Генрихом Герцем

– это вырывание электронов из вещества под действием света

Эксперимент

№ 3. Стеклянным экраном перекрывают источник ультрафиолетового излучения. Отрицательно заряженная пластина уже не теряет электроны, какова бы ни была интенсивность излучения.

Количественные закономерности фотоэффекта были установлены русским физиком А. Г. Столетовым

Почему световые волны малой частоты не могут вырывать электроны, если даже амплитуда волны велика и, следовательно, велика сила, действующая на электрон?

Этот факт нельзя объяснить на основе волновой теории света.

Схема экспериментальной установки

Источник монохроматического света длины волны λ

Двойной ключ для изменения полярности

Электроизмерительные приборы для снятия вольтамперной характеристики

Потенциометр для регулирования напряжения

Источник напряжения U

Законы фотоэффекта

Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

Фототок насыщения прямо пропорционален падающему световому потоку.

Пока ничего удивительного нет:

чем больше энергия светового пучка, тем эффективнее его действие

По модулю задерживающего напряжения можно судить

Максимальное значение силы тока

называется током насыщения.

о скорости фотоэлектронов

и об их кинетической энергии

Ток насыщения определяется количеством электронов, испущенных за 1 секунду освещенным электродом.

Законы фотоэффекта

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект еще наблюдается. При больших длинах волн фотоэффекта нет.

Почему энергия фотоэлектронов определяется только частотой света и почему лишь при малой длине волны свет вырывает электроны?

Теория фотоэффекта

А. Эйнштейн 1905 год

Свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями - квантами

Фотоэффект практически безинерционен, так как с момента облучения металла светом до вылета электронов проходит время 10 с.

Поглотив квант света, электрон получает от него энергию и, совершая работу выхода, покидает вещество.

Красная граница фотоэффекта

Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта , т. е. существует наименьшая частота  min , при которой еще возможен фотоэффект.

Минимальная частота света соответствует Е к = 0

Экспериментальное определение постоянной Планка

Как следует из уравнения Эйнштейна,

тангенс угла наклона прямой, выражающей зависимость запирающего потенциала Uз от частоты ν , равен отношению постоянной Планка h к заряду электрона e:

Это позволяет экспериментально определить значение постоянной Планка.

Такие измерения были выполнены Р. Милликеном в 1914 г. и дали хорошее согласие со значением, найденным Планком.

Часть 2

1. Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии электронов при фотоэффекте с помощью измерения напряжения, задерживающего их. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.

Задерживающее напряжение U , в

Частота света, v • 10 , Гц

Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна

Решение задачи № 1

hν 1 = А +

h ( v 2 – v 1 ) = е (Uз 2 – U з 1 )

hν 2 = А +

h =

= еU з

h = 5,7 · 10 -34 Дж·с

Часть 2

2. Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность металла светом фиксированной частоты. При этом задерживающая разность потенциалов равна U . После изменения частоты света задерживающая разность потенциалов увеличилась на Δ U = 1,2 В.

Насколько изменилась частота падающего света?

Обратите ВНИМАНИЕ

– стандартные и очень схожие задачи. Встречаются во многих вариантах ЕГЭ.

Решение задачи № 2

h v 1 = А +

h ( v 2 – v 1 ) = е (Uз 2 – U з 1 )

hν 2 = А +

v 2 – v 1 =

= еU з

v 2 – v 1 = 2, 9 • 10 Гц

Часть 2

3. Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны  кр = 600 нм. При освещении этого металла светом длиной волны  максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света.

Какова длина волны  падающего света?

Решение задачи № 3

400 нм

4. Фотоэлектроны, вылетающие из металлической пластины, тормозятся электрическим полем. Пластина освещена светом, энергия фотонов которого 3 эВ. На рисунке приведен график зависимости фототока от напряжения тормозящего поля. Какова работа выхода электрона с поверхности пластины?

Решение задачи № 4

5. Слой оксида кальция облучается светом и испускает электроны. На рисунке показан график зависимости максимальной энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Какова работа выхода фотоэлектронов из оксида кальция? Ответ округлите до десятых .

Ответ: 2,1 эВ

Решение задачи № 2

Ответ: 2,1 эВ

Часть 2

3. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода  кр = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны  фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,5 В.

Определите длину волны  .

Решение задачи № 3

215 нм

Задачи с развернутым ответом

Задача №1

В вакууме находятся два кальциевых электрода, к которым подключён конденсатор. При длительном освещении катода светом с частотой 10 15 Гц фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд 5,5 ∙10 -9 Кл. ’’ Красная граница’’ фотоэффекта для кальция λ 0 =450 нм. Определите электроёмкость конденсатора. Ёмкостью системы электродов пренебречь.

1.Как изменится со временем интенсивность испускания электронов цинковой пластинкой при облучении ее ультрафиолетовым светом?
A. уменьшается Б. увеличивается В. Не изменяется Г. нет верных вариантов ответа

2. Как изменится кинетическая энергия электронов при фотоэффекте, если, не изменяя частоту, увеличить световой поток в 2 раза?
A. уменьшится Б. увеличится В. Не изменится Г. нет верных вариантов ответа

3. Как изменится фототок насыщения при увеличении частоты облучающего света и неизменном световом потоке?
A. уменьшится Б. увеличится В. Не изменится Г. нет верных вариантов ответа

4. Частота облучающего света увеличилась в 2 раза. Как изменилось запирающее напряжение фотоэлемента?
A. уменьшилось больше, чем в 2 раза Б. увеличилось больше, чем в 2 раза В. Не изменилось Г. увеличилось больше, чем в 4 раза

5. Запишите уравнение Эйнштейна.

6. Можно ли законы фотоэффекта объяснить на основе волновой теории света?
А. нельзя Б. можно В. можно частично Г. нет верных вариантов ответа

7. Незаряженную металлическую пластину освещают рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами. Каков результат опыта?
A. пластинка заряжается отрицательно Б. пластинка заряжается положительно В. Пластинка остаётся незаряженной Г. нет верных вариантов ответа

8. Как изменится время разрядки цинковой пластины заряженной отрицательно, если поставить светофильтр, задерживающий инфракрасную часть спектра?
A. уменьшится Б. увеличится В. Не изменится Г. нет верных вариантов ответа

9. Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0,33 мкм. Чему равна в электрон-вольтах работа выхода электрона из серебра?
А. 5,75 эВ Б. 9 эВ В. 12 эВ Г. 3,75 эВ

10. Вычислить энергию, массу и импульс фотона, длина волны которого 400 нм.
А. 4,9710-21 Дж; 5,510-37кг; 1,6510 -28 кг м/с Б. 4,9710-20 Дж; 5,510-35 кг; 1,6510 -26 кг м/с
В. 4,9710-19 Дж; 5,510-36 кг; 1,6510 -27 кг м/с Г. 9,9710-19 Дж; 6,510-36 кг; 3,6510 -27 кг м/с

11. Мощность монохроматического источника света 132 Вт. За время t=2 с источник испускает N=81020 световых квантов. Найдите длину волны излучения.

12. Какую максимальную скорость могут получить вылетевшие из калия электроны при облучении его фиолетовым светом с длиной волны 0,42 мкм? Работа выхода электронов для калия равна 2 эВ.

Ответы.
1 А
2 В
3 В
4 Б
5 h?=Ав +mv2/2
6 А
7 Б
8 В
9 Г
10 В
11 0,6 мкм
12 580 км/с

Вопрос по геометрии:

Решите пожалуйста .
Подробное,понятное решение!
С пояснением !
Заранее огромное спасибо !
Жду! Надеюсь! Верю)

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок - бесплатно!

14.04.2016 12:26
Геометрия
remove_red_eye 19718
thumb_up 26

Ответы и объяснения 1

Уравнение фотоэффекта в общем виде:
Eф = Aвых + Eкин
То есть энергия поглощённого фотона Eф идёт не совершение электроном работы выхода Aвых из металла, а остаток остаётся в виде кинетической энергии Eкин этого электрона (участвует в уравнении в виде максимального значения, т.к. работа выхода – это минимальное значение).

Энергию фотона Eф в задаче удобно выразить через длину падающей электромагнитной волны λ:
Eф = h*c/λ, где
h = 6,63*10^(-34) Дж*с – постоянная Планка
c = 3*10^8 м/с – скорость света в вакууме

Уравнение примет вид:
h*c/λ = Aвых + Eкин

Запишем его для обоих случаев, помня, что работа выхода не меняется, ведь она зависит только от того, какой у нас металл:
h*c/λ1 = Aвых + Eкин1
h*c/λ2 = Aвых + Eкин2

По условию:
λ1 = λ
λ2 = 2*λ
Eкин1 = 4,5 эВ
Eкин2 = 1 эВ

Тогда:
h*c/λ = Aвых + 4,5 эВ
h*c/(2*λ) = Aвых + 1 эВ

Умножим второе уравнение на 2:
h*c/λ = Aвых + 4,5 эВ
h*c/λ = 2*Aвых + 2 эВ

Вычтем из второго уравнения первое:
h*c/λ - h*c/λ = 2*Aвых - Aвых + 2 эВ - 4,5 эВ
0 = Aвых - 2,5 эВ
Aвых = 2,5 эВ

Читайте также: