„Radionička rješenja fizički zadaci»

"Kvantna fizika"

Blok zadataka za primjenu Einsteinove jednadžbe za fotoelektrični efekat

Zadatak broj 1.

Kojoj frekvenciji zračenja treba biti usmjereno na površinu cinka da bi maksimalna brzina fotoelektrona bila jednaka 2000 km/s? Dugovalna granica fotoelektričnog efekta za cink je 0,35 µm.

odgovor:

Zadatak broj 2.

Kolika je maksimalna brzina koju elektroni oslobođeni iz kalija mogu dobiti kada su ozračeni ljubičastom svjetlošću valne dužine 0,42 µm? Radna funkcija elektrona iz kalija 2 eV.

odgovor:

Zadatak broj 3.

Kada je osvijetljen ultraljubičastim svjetlom na frekvenciji 1015 Hz metalni provodnik sa radnom funkcijom 3,11 eV elektroni su nokautirani. Koja je maksimalna brzina fotoelektrona?

odgovor:

Zadatak broj 4.

Kada je metal ozračen svetlošću talasne dužine 245 nm primećuje se fotoelektrični efekat. Radna funkcija elektrona iz metala je 2,4 eV. Izračunajte količinu napona koji se mora primijeniti na metal da se smanji maksimalna brzina emitiranih fotoelektrona u 2 puta.

Zadatak broj 5.

U vakuumu postoje dvije elektrode obložene kalcijumom, na koje je spojen kondenzator kapaciteta od C \u003d 8000 pF. Kada je katoda dugo osvijetljena svjetlošću sa frekvencijom n= 1015 Hz fotostruja koja se pojavila na početku prestaje. Radna funkcija elektrona iz kalcija A = 4,42× 10–19 J. Koji se naboj q pojavljuje na pločama kondenzatora?

odgovor: http://pandia.ru/text/80/143/images/image006_41.gif" width="55" height="41 src=">..gif" width="48" height="47 src="> puta. Koja je radna funkcija metalne površine?

Zadatak broj 7.

Kolika je maksimalna brzina elektrona koje je svjetlost talasne dužine izbacila iz metalne ploče 0,3 µm ako je crvena granica fotoelektričnog efekta 540 nm?

odgovor:

Zadatak broj 8.

Ravna aluminijumska elektroda je osvijetljena ultraljubičastim svjetlom s talasnom dužinom 83 nm. Koja je maksimalna udaljenost od površine elektrode koju elektron može pomaknuti ako je podvrgnut učinku kočenja od strane električnog polja jačine od 7,5 V/cm? Crvena granica fotoelektričnog efekta za aluminijum odgovara talasnoj dužini 450 nm.

odgovor: http://pandia.ru/text/80/143/images/image015_19.gif" width="317" height="51 src=">

Zadatak broj 10.

Foton, koji odgovara svetlosnom talasu talasne dužine 320 nm, izvlači fotoelektron sa površine litijuma, čiji je maksimalni impuls 6,03∙10-25kg∙m/s. Odrediti radnu funkciju elektrona.

Zadatak broj 11.

Kalcijumom obložena fotokatoda (radna funkcija 4.42∙10-19 J), obasjana svetlošću talasne dužine 300 nm. Elektroni emitovani sa katode ulaze u jednolično magnetsko polje sa indukcijom 0,83 mT okomito na linije magnetske indukcije ovog polja. Koliki je najveći polumjer kružnice po kojoj se kreću elektroni?

Zadatak broj 12.

Nacrtajte grafikon zavisnosti maksimalne kinetičke energije elektrona emitovanih sa površine fotokatode od frekvencije svetlosti koja pada na fotokatodu. Iz grafikona odredite crvenu granicu fotoelektričnog efekta, radnu funkciju i Planckovu konstantu. Objasnite rješenje.

Zadatak broj 13.

Fotoelektroni koji se emituju iz metalne ploče se usporavaju električno polje. Ploča je osvijetljena svjetlošću čija je energija fotona jednaka 3 eV. Na slici je prikazan grafik zavisnosti fotostruje od napona usporavajućeg polja. Odrediti radnu funkciju elektrona.

Odgovor: 2 eV

Zadatak broj 14.

Fotokatoda je osvijetljena svjetlošću talasne dužine 300 nm. Emitirani elektroni indukcijom ulaze u jednolično magnetsko polje 0,2 mT okomito na linije magnetske indukcije i kreću se u krugovima, čiji je najveći polumjer 2 cm. Koja je radna funkcija elektrona?

Zadatak broj 15.

Pri kojoj temperaturi plina će prosječna energija toplotnog gibanja atoma jednoatomnog plina biti jednaka energiji elektrona izbijenih iz metalne ploče s radnom funkcijom 2 eV kada se ozrači monohromatskom svetlošću talasne dužine 300 nm?

Zadatak broj 16.

Koristeći strujno-naponsku karakteristiku nekih vakuum fotoćelija, naći radnu funkciju elektrona sa katode. Katoda je osvijetljena svjetlošću talasne dužine 0,33 µm:

Zadatak broj 17.

Radijus kugle od volframa 10 cm, koji se nalazi u vakuumu, ozračen je svetlošću talasne dužine 200 nm. Odredite stacionarni naboj kuglice ako je radna funkcija za volfram 4,5 eV.

Zadatak broj 18.

Foton s talasnom dužinom koja odgovara crvenoj granici fotoelektričnog efekta izbacuje elektron s metalne ploče (katode) u posudi iz koje se ispumpava zrak. Elektron se ubrzava ujednačenim električnim poljem jačine 50 kV/m. Do koje brzine će se elektron ubrzati u ovom polju, leteći putem 0,5 mm? Relativistički efekti se zanemaruju.

Odgovor: 3 mm/s

Zadatak broj 19.

Kap vode 0,2 ml zagrejan svetlošću talasne dužine 0,75 µm, upijajući svaku sekundu 1010 fotoni. Odredite brzinu zagrijavanja vode.

odgovor: Q=svmΔT – količina toplote koju prima voda, W=NEΔt - količina energije koju svjetlost daje tokom vremena Δt; W=Q – sva energija koju primi kap ide na njeno zagrevanje. \u003d 3,15 10-9 K / s

Zadatak broj 20.

Šta jednako zamahu koju foton prenosi na supstancu tokom njene apsorpcije i tokom njenog odraza prilikom normalnog upada na površinu?

Odgovori : U prvom slučajuhttp://pandia.ru/text/80/143/images/image021_17.gif" width="13" height="33">. Definiraj λ2 ako je λ1=600 nm.

odgovor: = 5,4 10-7 m

Zadatak broj 22.

Odredite kinetičku energiju i brzinu fotoelektrona koje emituje katoda napravljena od barijum oksida kada je obasjana zelenim svetlom talasne dužine 550 nm. Radna funkcija elektrona 1,2 eV.

odgovor: Wk \u003d 1,68 10-19J, V=0,6 106 m/s

Zadatak broj 23.

Foton s talasnom dužinom koja odgovara crvenoj granici fotoelektričnog efekta izbacuje elektron s metalne ploče (katode) u posudi iz koje se ispumpava zrak. Elektron se ubrzava konstantnim električnim poljem s intenzitetom E=1,8 103 V/m. U koje vreme t Može li se elektron ubrzati u električnom polju do brzine jednake polovini brzine svjetlosti? Relativistički efekat se zanemaruje.

Odgovor: 0,5 µs

Zadatak broj 24.

Crvena granica fotoelektričnog efekta za supstancu fotokatode odgovara frekvenciji svjetlosti υ0=6,6 1014 Hz. Kada je katoda ozračena svjetlošću sa frekvencijom n fotostruja se zaustavlja na naponu između anode i katode U=1,4 V. Odredite frekvenciju n.

Odgovor: 1015 Hz

Zadatak broj 25.

Sa povećanjem u 2 puta frekvencije svjetlosti koja pada na metalnu površinu, napon usporavanja fotoelektrona se povećava za 3 puta. Početna frekvencija upadne svjetlosti bila je jednaka svjetlosti 0,75 1015 Hz. Koja je valna dužina koja odgovara "crvenoj granici" fotoelektričnog efekta za ovaj metal?

Odgovor: 800 nm

Blok zadataka za izračunavanje pritiska svjetlosti

Zadatak broj 1.

Za overclocking svemirski brod i korekcije njihovih orbita, predlaže se korištenje solarnog jedra - svjetlosnog ekrana velike površine pričvršćenog na aparat od tankog filma koji odražava sunčevu svjetlost. Odrediti ubrzanje koje masa daje vozilu 500 kg(uključujući masu jedra) ako je jedro kvadratno 100*100 m. Snaga W sunčevo zračenje koje pada na površinu sa površinom 1 m2, okomito na sunčevu svjetlost, je 1370 W/m2.

Odgovor: 1,8∙10-4 m/s2

Zadatak broj 2.

Monokromatski snop paralelnih zraka stvara izvor koji u vremenu Δ t= 8 10–4 s zrači N= 5 1014 fotoni. Fotoni padaju duž normale na područje S = 0,7 cm2 i stvaraju pritisak P= 1,5 10–5 Pa. Gde 40% fotoni se reflektuju, i 60% apsorbuje. Odredite talasnu dužinu zračenja.

Odgovor: 0,55 µm

Test br. 4 “Svjetlosni kvanti. Kreacija kvantna teorija". Opcija 1 dio - strana broj 3/3

DIO B

8. (2 boda) Koristeći uslov problema, uparite vrijednosti iz lijevog stupca tabele sa njihovim promjenama u desnom

Veli rang promjena

A. intenzitet upadne svjetlosti 1) se nije promijenio

B. frekvencija crvene granice fotoelektričnog efekta 2) je smanjena

B. brzina izbačenih elektrona 3) povećana

G. kvantna energija

9. (2 boda) Hoće li se u kalijumu pod djelovanjem zračenja talasne dužine od 500 nm pojaviti fotoelektrični efekat? Zašto?

10.

DIO C

11. (3 boda) Riješite problem.

Opcija 27

DIO A Odaberite jedan tačan odgovor.

1. Fotoćelija je osvijetljena svjetlošću određene frekvencije i intenziteta. Slika desno prikazuje graf zavisnosti jačine fotostruje u ovoj fotoćeliji od napona koji se na nju primenjuje.

Ako se intenzitet upadne svjetlosti iste frekvencije poveća, grafik će se promijeniti. Koja od sljedećih slika ispravno prikazuje promjenu na grafikonu?

2. Radna funkcija elektrona iz nekog metala je 4 eV. Kolika je maksimalna energija fotoelektrona kada je metal obasjan monohromatskom svetlošću, čija je energija fotona 3,5 eV?

1) 3,5 eV 3) 0,5 eV

2) fotoelektrični efekat neće nastati 4) - 0,5 eV

3. Na Grafikon prikazuje ovisnost fotostruje od primijenjenog reverznog napona kada je metalna ploča (fotokatoda) osvijetljena zračenjem energije od 8 eV. Koja je radna funkcija ovog metala?

1) 2 eV 2) 8 eV 3) 5,3 eV 4) 6 eV

4. Koje su izjave tačne?

ALI. Foton postoji samo u pokretu.

B. Foton je kvant elektromagnetnog polja.

AT. Brzina fotona je uvijek nula.

1. 
   A, B i C 2) B i C 3) A i C 4) A i B

1) ultraljubičasto 3) infracrveno

2) vidljivi 4) radio talasi

6. Elektron i proton kreću se istom brzinom. Koja od ovih čestica ima najdužu de Broljevu talasnu dužinu?

1) talasne dužine ovih čestica su iste 3) elektron ima

2) čestice se ne mogu okarakterisati talasnom dužinom 4) za proton

7. Sa fotoelektričnim efektom kinetička energija emitovani elektroni je 3 puta veći od radne funkcije. U ovom slučaju, frekvencija upadnog zračenja  povezana je sa frekvencijom crvene granice  cr relacijom

1)  cr 2)  cr  3) )

DIO B

8. (2 boda)

U eksperimentima na fotoelektričnom efektu, talasna dužina upadne svjetlosti je povećana. Gde

Veli rang promjena

A. intenzitet upadne svjetlosti 1) se smanjio

B. frekvencija crvene granice fotoelektričnog efekta 2) povećana

B. brzina izbačenih elektrona 3) se nije promijenila

G. kvantna energija

9. (2 boda) Da li će doći do fotoelektričnog efekta u cezijumu pod dejstvom zračenja talasne dužine od 760 nm? Zašto?

10. (2 boda) Koliki je impuls i masa ultraljubičastog fotona od 30 nm?

DIO C

11. (3 boda) Riješite problem.

Kada se metalna ploča osvijetli monokromatskom svjetlošću, napon blokiranja je 3 V. Ako se frekvencija upadne svjetlosti poveća za faktor 6, napon blokiranja postaje 23 V. Odredite radnu funkciju elektrona iz ovog metala.

Test br. 4 “Svjetlosni kvanti. Stvaranje kvantne teorije”.

Opcija 20

DIO A Odaberite jedan tačan odgovor.

1.

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

2.

1) 0,5 eV 2) 1,5 eV 3) 2,5 eV 4) 1 eV

3.

1) 1 2) 2 3) 1/4 4) 1/2

4.

ALI. fotoelektrični efekat B. lagani pritisak

1) ni A ni B 2) i A i B 3) samo A 4) samo B

5 .

1) radio talasi 3) infracrveni

2) vidljivo 4) ultraljubičasto

6.

7.

1) 0,4 eV 2) 0,3 eV 3) 0,2 eV 4) 0,1 eV

DIO B

8. (2 boda)

kolona. Odgovor upišite u tabelu sa odabranim brojevima ispod odgovarajućih slova.

Gde

Veli rang promjena

B. rad elektrona iz metala 3) se nije promijenio

9. (2 boda) Zračenje sa tri frekvencije različitog intenziteta pada na metalnu ploču sa radnom funkcijom A= 1,8 eV (vidi sliku). Odrediti minimalnu kinetičku energiju fotoelektrona.

1 0.

DIO C

11. (3 boda) Riješite problem.

Odredite vrstu zraka.

Test br. 4 “Svjetlosni kvanti. Stvaranje kvantne teorije”.

Opcija 24

DIO A Odaberite jedan tačan odgovor.

1. Koji grafikon odgovara zavisnosti maksimalne kinetičke energije elektrona E, emitovanih iz ploče kao rezultat fotoelektričnog efekta, o frekvenciji upada fotona na supstancu?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

2. Radna funkcija za materijal ploče je 1 eV. Ploča je osvijetljena monohromatskim svjetlom. Kolika je energija fotona upadne svjetlosti ako je maksimalna kinetička energija fotoelektrona 1,5 eV?

1) 2,5 eV 2) 1,5 eV 3) 0,5 eV 4) 1 eV

3. Dva izvora svetlosti emituju talase čije su talasne dužine λ 1 = 200 nm i λ 2 = 100 nm. Koliki je omjer impulsa prvog fotona i impulsa drugog fotona?

1) 1 2) 1/2 3) 1/4 4) 2

4. Koji se od sljedećih fenomena može kvantitativno opisati pomoću teorija fotona Sveta?

ALI. fotoelektrični efekat B. lagani pritisak

1) samo A 2) samo B 3) ni A ni B 4) i A i B

5 . Koje od sljedećih zračenja ima najmanju energiju fotona?

1) vidljivi 3) infracrveni

2) radio talasi 4) ultraljubičasti

6. De Broglie je iznio hipotezu koju imaju čestice materije (na primjer, elektron). valna svojstva. Ova hipoteza je naknadno

1) opovrgnuto teorijskim obrazloženjem

2) potvrđeno u eksperimentima izbacivanja elektrona iz metala pod osvjetljenjem

3) potvrđeno u eksperimentima difrakcije elektrona

4) eksperimentalno opovrgnuto

7. Fotoni sa energijom od 2,1 eV izazivaju fotoelektrični efekat sa površine cezijuma, za koji je radna funkcija 1,8 eV. Da bi se maksimalna kinetička energija fotoelektrona povećala za 2 puta, potrebno je povećati energiju fotona za

1) 0,3 eV 2) 0,4 eV 3) 0,2 eV 4) 0,1 eV

DIO B

8. (2 boda) Koristeći uslov problema, spojite

vrijednosti iz lijevog stupca tabele sa njihovim promjenama u desnoj

kolona. Odgovor upišite u tabelu sa odabranim brojevima ispod odgovarajućih slova.

U eksperimentima na fotoelektričnom efektu, talasna dužina upadne svjetlosti je smanjena.

Gde

Veli rang promjena

A. Plankova konstanta 1) nije se promenila

B. brzina izbačenih elektrona 2) se smanjila

B. radna funkcija elektrona iz metala 3) povećana

D. broj izbačenih elektrona u jedinici vremena

9.

1 0. (2 boda) Impuls vidljivog fotona je 8,72∙10 -28 kg∙m/s. Odredite talasnu dužinu zračenja. Kojem dijelu vidljivog spektra treba pripisati ovo zračenje?

DIO C

11. (3 boda) Riješite problem.

Koje talasne dužine zrake treba usmeriti na površinu nekog metala da bi maksimalna brzina fotoelektrona bila 3000 km/s? Crvena granica fotoelektričnog efekta za ovaj metal je 0,35 µm.

Odredite vrstu zraka.

Test br. 4 “Svjetlosni kvanti. Stvaranje kvantne teorije”.

Opcija 28

DIO A Odaberite jedan tačan odgovor.

1. Koji grafikon odgovara zavisnosti maksimalne kinetičke energije elektrona E, emitovanih iz ploče kao rezultat fotoelektričnog efekta, o frekvenciji upada fotona na supstancu?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

2. Radna funkcija za materijal ploče je 1 eV. Ploča je osvijetljena monohromatskim svjetlom. Kolika je energija fotona upadne svjetlosti ako je maksimalna kinetička energija fotoelektrona 1,5 eV?

1) 1,5 eV 2) 2,5 eV 3) 0,5 eV 4) 1 eV

3. Dva izvora svetlosti emituju talase čije su talasne dužine λ 1 = 200 nm i λ 2 = 100 nm. Koliki je omjer impulsa prvog fotona i impulsa drugog fotona?

1) 1 2) 1/4 3) 1/2 4) 2

4. Koji se od sljedećih fenomena može kvantitativno opisati korištenjem fotonske teorije svjetlosti?

ALI. fotoelektrični efekat B. lagani pritisak

1) samo A 2) samo B 3) i A i B 4) ni A ni B

5 . Koje od sljedećih zračenja ima najmanju energiju fotona?

1) vidljivi 3) infracrveni

2) ultraljubičasti 4) radio talasi

6. De Broglie je iznio hipotezu da čestice materije (na primjer, elektron) imaju valna svojstva. Ova hipoteza je naknadno

1) potvrđeno u eksperimentima difrakcije elektrona

2) potvrđeno u eksperimentima izbacivanja elektrona iz metala pod osvjetljenjem

3) opovrgnuto teorijskim obrazloženjem

4) eksperimentalno opovrgnuto

7. Fotoni sa energijom od 2,1 eV izazivaju fotoelektrični efekat sa površine cezijuma, za koji je radna funkcija 1,8 eV. Da bi se maksimalna kinetička energija fotoelektrona povećala za 2 puta, potrebno je povećati energiju fotona za

1) 0,4 eV 2) 0,1 eV 3) 0,2 eV 4) 0,3 eV

DIO B

8. (2 boda) Koristeći uslov problema, spojite

vrijednosti iz lijevog stupca tabele sa njihovim promjenama u desnoj

kolona. Odgovor upišite u tabelu sa odabranim brojevima ispod odgovarajućih slova.

U eksperimentima na fotoelektričnom efektu, talasna dužina upadne svjetlosti je smanjena.

Gde

Veli rang promjena

A. Plankova konstanta 1) povećana

B. brzina izbačenih elektrona 2) se nije promijenila

B. rad elektrona iz metala 3) smanjen

D. broj izbačenih elektrona u jedinici vremena

9. (2 boda) Zračenje sa tri frekvencije različitog intenziteta pada na metalnu ploču sa radnom funkcijom A = 2,4 eV (vidi sliku). Odrediti maksimalnu kinetičku energiju fotoelektrona.

1 0. (2 boda) Impuls vidljivog fotona je 8,72∙10 -28 kg∙m/s. Odredite talasnu dužinu zračenja. Kojem dijelu vidljivog spektra treba pripisati ovo zračenje?

DIO C

11. (3 boda) Riješite problem.

Koje talasne dužine zrake treba usmeriti na površinu nekog metala da bi maksimalna brzina fotoelektrona bila 3000 km/s? Crvena granica fotoelektričnog efekta za ovaj metal je 0,35 µm.

1. Dodaju se dva svjetlosna talasa, jednako usmjerena i iste periode i amplitude ( ALI 0) fluktuacije. Odredite faznu razliku na kojoj rezultujući talas ima istu amplitudu ALI 0 .

2. Pronađite sve talasne dužine vidljivo svetlo(od 0,76 do 0,38 µm), koji će biti maksimalno poboljšan sa optičkom razlikom putanja interferentnih talasa od 1,8 µm.

3. Izvedite formulu za koordinatu interferencijske ivice koja odgovara minimumu u Youngovom eksperimentu. Izračunajte udaljenost između druge i prve tamne trake ako je udaljenost od koherentnih izvora do ekrana 1 m, udaljenost između izvora 0,2 cm, a λ = 500 nm.

4. Paralelni snop elektrona ubrzan razlikom potencijala od 50 V pada normalno na dva proreza međusobno udaljena 10 µm. Odredite udaljenost između središnjeg i prvog maksimuma difrakcijske šare na ekranu koji se nalazi na udaljenosti od 0,6 m od proreza.

5. U Youngovom eksperimentu, ploča debljine d 1 \u003d 0,11 cm, a na putu drugog - ploča debljine d 2 = 0,1 cm Obje staklene ploče ( n = 1,5). Za koliko se rubova pomiče interferencijski uzorak? Talasna dužina 500 nm.

6. Dva koherentna izvora nalaze se na udaljenosti od 2,5 mm jedan od drugog. Na ekranu koji se nalazi na udaljenosti od 1 m od izvora opaža se sistem interferencijskih ivica. Koliko će se ove trake pomaknuti ako je jedan od izvora prekriven staklenom pločom ( n= 1,5) 10 µm debljine.

7. Odredite debljinu ravnoparalelne staklene ploče ( P= 1,55), pri čemu se u reflektiranoj svjetlosti opaža maksimum drugog reda za λ = 0,65 μm pod istim uglom kao kod difrakcijske rešetke s konstantom d = 1 µm.

8. Monohromatsko svetlo talasne dužine λ pada na stakleni klin ( n= 1,5) sa uglom α

-4 rad. U posmatranom obrascu interferencije, postoji 10 svetlosnih traka po 1 cm. Talasna dužina svetlosti je... nm.

9. Monokromatsko svjetlo normalno pada na površinu zračnog klina, a udaljenost između rubova interferencije Δ x 1 = 0,4 mm. Odrediti udaljenost Δ x 2 između interferentnih rubova, ako je prostor između ploča koje formiraju klin ispunjen prozirnom tekućinom s indeksom loma n = 1,33.

10. Vrlo tanak zračni klin bio je zatvoren između dvije ravnoparalelne staklene ploče. Svjetlost s talasnom dužinom od 500 nm normalno pada na ploče. Odredite ugao klina ako se posmatra 20 svetlih interferencijskih resa u reflektovanoj svetlosti preko 1 cm.

11. Na staklenom klinu ( n= 1,5) svjetlost pada normalno. Odredite njegovu valnu dužinu ako je ugao klina a udaljenost između susjednih maksimuma interferencije u reflektiranoj svjetlosti je 0,2 mm.

12. Monohromatsko svjetlo normalno pada na površinu zračnog klina, pri čemu je razmak između interferentnih rubova 0,4 mm. Odredite udaljenost između traka ako je klin napunjen tekućinom s indeksom loma n = 1,33.

13. Monokromatska svjetlost pada na tanku staklenu ploču, koja je klin-normalno na njenu površinu ( = 600 nm). Odredite ugao

između površina klina, ako je udaljenost b između susjednih maksimuma interferencije u reflektiranoj svjetlosti je 4 mm.

16 =17=18 . Postavka za posmatranje Njutnovih prstenova je osvetljena monohromatskom svetlošću talasne dužine = 0,6 µm, normalno upada. Prostor između sočiva i staklene ploče ispunjen je tekućinom. Posmatranje se vrši u propuštenom svjetlu. Radijus zakrivljenosti sočiva R = 4 m. Odrediti indeks loma tečnosti ako je poluprečnik drugog svetlosnog prstena r = 1,8 mm.

20. Postavka za posmatranje Njutnovih prstenova je osvetljena monohromatskom svetlošću koja normalno pada. Kada je prostor između sočiva i staklene ploče bio ispunjen prozirnom tekućinom, radijusi tamnih prstenova u reflektiranoj svjetlosti smanjili su se za faktor 1,21. Odredite indeks loma tečnosti.

21. Paralelni snop svjetlosti s talasnom dužinom od 500 nm normalno pada na dijafragmu sa okruglom rupom radijusa od 1,5 mm. Iza dijafragme na udaljenosti od 1,5 m od nje je ekran. Odredite broj Fresnelovih zona na rupi. Šta će biti u centru difrakcionog uzorka na ekranu?

22. Koristeći difrakcionu rešetku s periodom od 0,02 mm, prva difrakciona slika je dobijena na udaljenosti od 3,6 cm od centralnog maksimuma i na udaljenosti od 1,8 m od rešetke. Pronađite talasnu dužinu svetlosti.

23. Maksimum petog reda uočen u monohromatskom svetlu sa = 0,5 µm odgovara kutu difrakcije od 30º. Odredite broj linija koje difrakciona rešetka sadrži za svaki milimetar svoje dužine.

24. Svjetlost vodonične lampe pada na difrakcijsku rešetku s periodom od 2,05 µm. Pod uglom od 30º registrovana je neka linija desetog reda. Odredite koji prijelaz elektrona u atomu vodika odgovara ovoj liniji. (

).

25. Difrakciona rešetka , koji ima 500 linija po 1 mm, osvijetljen je bijelom svjetlošću koja pada normalno na njegovu površinu. Na kojoj udaljenosti od centralnog maksimuma se nalazi početak i kraj vidljivog spektra 1. reda (λ f = 380 nm, λ cr = 780 nm)? Ekran se nalazi na udaljenosti od 2 m od mreže. (cm).

26. Na difrakcijskoj rešetki s tačkom d, jednak 0,01 mm, svjetlost talasne dužine od 550 nm normalno pada. Iza rešetke je sočivo sa žižnom daljinom F, jednako 1 m. Odrediti udaljenost između maksimuma trećeg reda i centralnog maksimuma.

27. Snop zraka iz cijevi za pražnjenje ispunjene atomskim vodonikom normalno pada na difrakcijsku rešetku s periodom od 0,01 mm. Difrakcijski maksimum 3. reda, posmatran pod uglom od 10º, odgovara jednoj od linija Balmerove serije. Odrediti kvantni broj n,

28. Uporedite najveću rezoluciju za kadmijum crvenu liniju ( = 644 nm) za dvije difrakcione rešetke iste dužine ( = 5 mm), ali različiti periodi: d 1 = 4 µm, d 2 = 2 µm.

29. Koja je žižna daljina F mora imati sočivo koje na ekran projicira spektar dobiven difrakcijskom rešetkom tako da udaljenost između dvije kalijeve linije

nm i

nm u spektru prvog reda bio je jednak

mm? Konstanta rešetke

2 µm.

30. Paralelni snop monoenergetskih elektrona je normalno usmjeren na uski prorez širine a= 1 µm. Odredite brzinu ovih elektrona, ako su na ekranu koji se nalazi na udaljenosti l= 20 cm od proreza, širina centralnog difrakcionog maksimuma je Δ x= 48 µm

32. Na ekranu sa okruglom rupom poluprečnika r= 1,2 mm, paralelni snop monohromatske svetlosti talasne dužine λ = 0,6 μm pada normalno. Odredite maksimalnu udaljenost od rupe na njenoj osi, gdje se još uvijek može uočiti najtamnija mrlja.

33. Difrakciona rešetka ima N= 1000 udaraca i konstantno d= 10 µm. Odrediti: 1) ugaonu disperziju za ugao difrakcije φ = 30° u spektru trećeg reda; 2) rezolucija difrakcione rešetke u spektru petog reda.

34. Svjetlost normalno pada naizmjenično na dvije ploče napravljene od iste tvari, koje imaju odgovarajuću debljinu X 1 = 5 mm i X 2 = 10 mm. Odredite koeficijent apsorpcije ove supstance ako je intenzitet propuštene svjetlosti kroz prvu ploču 82%, a kroz drugu - 67%.

35. Debljina kvarcne ploče d 1 = 2 mm, rezan okomito na optičku osu kristala, rotira ravan polarizacije monohromatskog svjetla određene talasne dužine za ugao φ 1 = 30°. Odredite debljinu d 2 kvarcne ploče postavljene između paralelnih nikola tako da se ovo monokromatsko svjetlo potpuno ugasi.

36. Ispostavlja se da je ravno polarizirana monokromatska svjetlost koja prolazi kroz polaroid potpuno ugašena. Ako se kvarcna ploča postavi na putanju svjetlosti, tada se intenzitet svjetlosti koja se prenosi kroz polaroid smanjuje za faktor 3 (u poređenju sa intenzitetom svjetlosti koja pada na polaroid). Uz pretpostavku specifične rotacije u kvarcu α = 0,52 rad/mm i zanemarujući gubitke svjetlosti, odrediti minimalnu debljinu kvarcne ploče.

37. Na putanju delimično polarizovane svetlosti postavljen je analizator, čiji je stepen polarizacije 0,6, tako da je intenzitet svetlosti koja prolazi kroz njega postao maksimalan. Koliko puta će se smanjiti intenzitet svjetlosti ako se ravnina prijenosa analizatora rotira pod kutom

.

38 =41=47 . Kroz ploču dužine 3 cm i širine 1 cm prolazi električna struja napona od 2 V. Nakon uspostavljanja termičke ravnoteže temperatura ploče je bila 1050 K. Odrediti jačinu struje ako je koeficijent apsorpcije ploče. a = 0,8 (

).

39. Metalna kugla poluprečnika 1 cm i toplotnog kapaciteta 14 J/K, zagrejana na 1200 K, smeštena je u šupljinu sa temperaturom od 0 K. Nađite vreme potrebno da se lopta ohladi na temperaturu od 1000 K. Smatrajte da je lopta apsolutno crno tijelo.

40. Apsolutno crno tijelo ima temperaturu od 2900 K. Kao rezultat hlađenja tijela, talasna dužina, koja predstavlja maksimalnu spektralnu gustinu emisivnosti, promijenila se za 9 μm. Koliko puta se promijenio energetski sjaj tijela? Konstantna krivica

.

42. Uzimajući Sunce kao crno tijelo, a uzimajući u obzir da njegova maksimalna spektralna gustina energetske luminoznosti odgovara talasnoj dužini λ = 500 nm, odrediti: 1) temperaturu površine Sunca; 2) energija koju Sunce emituje u obliku elektromagnetnih talasa za 10 minuta; 3) masa koju je Sunce izgubilo za to vrijeme zbog zračenja. Poluprečnik Sunca je 6,95 10 7 m.

43. Pod pretpostavkom da atmosfera apsorbira 10% energije zračenja koju šalje Sunce, pronađite snagu koju od Sunca prima horizontalni komad zemlje površine 0,5 ha. Visina Sunca iznad horizonta je 30º. Zračenje Sunca se smatra bliskim zračenju apsolutno crnog tijela sa T\u003d 6000 K. Poluprečnik Sunca je 6,95 10 7 m, udaljenost od Zemlje do Sunca je 1,5 10 11 m.

44. Temperatura unutrašnje površine muflne peći sa otvorenom rupom površine 30 cm 2 je 1,3 kK. Uz pretpostavku da otvor peći zrači kao crno tijelo, odredite koji dio snage rasipaju zidovi ako je snaga koju troši peć 1,5 kW.

45. U električnoj lampi volfram dlaka prečnika 0,05 mm svetli kada lampa radi do T 1 \u003d 2700 K. Koliko dugo nakon isključivanja struje će temperatura pasti na T 2 = 600 K? Posmatrajte kosu kao sivo tijelo sa koeficijentom apsorpcije od 0,3. Gustina volframa je 19300 kg / m 3, specifična toplota 130 J/kg K.

46. Koliko fotona padne za 1 minut na 1 cm 2 Zemljine površine okomito na sunčeve zrake? Solarna konstanta w ≈ 1,4 10 3 , prosječna talasna dužina sunčeve svjetlosti je 550 nm.

48. Prečnik volframove niti u sijalici d = 0,3 mm, dužina spirale = 5 cm.Kada je sijalica priključena na mrežu napona 127 V, kroz sijalicu teče struja od 0,31 A. Odrediti temperaturu spirale. Pretpostavimo da se sva toplota oslobođena u filamentu gubi na zračenje. Koeficijent apsorpcije volframa je 0,31.

49. Prečnik volframove niti d 1 =0,1 mm, spojen u seriju sa drugom niti od volframa. Niti sijaju u vakuumu strujni udar, a prva nit ima temperaturu T 1 = 2000 K, a drugi T 2 = 3000 K. Koliki je prečnik drugog navoja?

50. Radna funkcija elektrona iz žive je 4,53 eV. Hoće li doći do fotoelektričnog efekta ako se površina žive osvijetli svjetlošću talasne dužine od 500 nm? Obrazložite odgovor.

51. Na staklenom klinu ( n= 1,5), monohromatsko svetlo pada normalno (λ = 698 nm). Odredite ugao između površina klina ako je rastojanje između dva susedna minimuma interferencije u reflektovanoj svetlosti 2 mm.

52. Kada se metalna ploča osvijetli zračenjem talasne dužine od 360 nm, potencijal usporavanja je 1,47 V. Odredite crvenu granicu fotoelektričnog efekta za ovaj metal.

53. Udvostručavanjem frekvencije svjetlosti koja pada na metal, usporavajući napon za fotoelektrone povećava se za faktor 5. Učestalost početne upadne svjetlosti

Hz. Odredite valnu dužinu svjetlosti koja odgovara crvenoj ivici za ovaj metal.

54. Foton s talasnom dužinom od 300 nm izvlači elektron iz metalne površine, koji se opisuje u magnetskom polju ( AT= 1 mT) krug poluprečnika 3 mm. Pronađite radnu funkciju elektrona.

55. Odredite Planckovu konstantu ako je poznato da fotoelektroni izbačeni s površine metala svjetlošću frekvencije 2,8 10 15 Hz kasne naponom od 5,7 V, a izbačeni svjetlošću frekvencije 5,2 10 15 Hz - naponom od 15,64 V .

56. 2,8·10 17 kvanti zračenja sa talasnom dužinom od 400 nm padaju na 1 cm 2 crne površine u jedinici vremena. Koliki je pritisak na površinu koju stvara ovo zračenje? (µPa).

57. Svjetlost iz tačkastog izvora snage 150 W pada normalno na kvadratno ogledalo sa stranicom od 10 cm, smješteno na udaljenosti od 2 m. Odrediti silu svjetlosnog pritiska na površinu.

58. Laserski snop snage 600 W pogodio je komad savršeno reflektirajuće folije smještene okomito na smjer snopa. U ovom slučaju, komad folije vaganje

kg postigao brzinu od 4 cm/s. Odredite trajanje laserskog impulsa (s).

59 =61 . Odrediti pritisak svjetlosti na stijenke električne sijalice od 150 vati, uz pretpostavku da će sva potrošena snaga otići na zračenje, a zidovi sijalice reflektiraju 15% svjetlosti koja pada na njih. Posmatrajte sijalicu kao sferni sud prečnika 5 cm.

60. Srebrni rekord ( ALI vy = 4,7 eV) je obasjana svetlošću talasne dužine od 180 nm. Odredite maksimalni impuls prenet na površinu ploče tokom odlaska svakog elektrona.

62. Foton sa energijom ε = 0,25 MeV raspršen je slobodnim elektronom u početku mirovanja. Odredite kinetičku energiju povratnog elektrona ako se talasna dužina raspršenog fotona promijenila za 20%.

63. Foton sa energijom od 0,3 MeV bio je raspršen pod uglom θ = 180° slobodnim elektronom. Odredite udio energije fotona po raspršenom fotonu. (Λ = 0,0243Ǻ).

64. Foton sa energijom ε = 0,25 MeV raspršen je pod uglom α = 120° slobodnim elektronom u početku mirovanja. Odrediti kinetičku energiju povratnog elektrona. (Λ = 0,0243Ǻ).

65. Koja brzina dobiva atom vodonika koji u početku miruje nakon emisije fotona koji odgovara prvoj liniji Balmerove serije? (.

66. Odredite koliko su se kinetička i potencijalna energija elektrona u atomu vodika promijenile kada atom emituje foton talasne dužine λ = 4,86 ​​10 -7 m.

67. Koja je valna dužina svjetlosti potrebna za ozračivanje vodonika tako da kada se atomi vodika pobuđuju kvantima ove svjetlosti, u emisionom spektru se uoče tri spektralne linije?

68. Na osnovu činjenice da je prvi potencijal pobude atoma vodika φ 1 = 10,2 V, odredite (u eV) energiju fotona koja odgovara drugoj liniji Balmerove serije.

69. Snop zraka iz cijevi za pražnjenje ispunjene atomskim vodonikom normalno pada na difrakcijsku rešetku s periodom od 0,01 mm. Difrakcijski maksimum 3. reda, posmatran pod uglom od 10º, odgovara jednoj od linija Lajmanove serije. Odrediti kvantni broj n, koji odgovara energetskom nivou sa kojeg je napravljen prelaz. R = 1.1 vektor L- ugaoni moment orbitalnog kretanja elektrona u atomu sa smjerom vanjskog magnetskog polja. Elektron u atomu je unutra d-država.

70. Antikatoda rendgenske cijevi je presvučena molibdenom (Z = 42). Odredite minimalnu potencijalnu razliku koja se mora primijeniti na cijev tako da se u rendgenskom spektru pojave linije molibdena K-serije.

71. U atomu volframa se pomaknuo elektron M- granate L-ljuska. Uzimajući zaštitnu konstantu b= 5,63, odrediti energiju emitovanog fotona.

72. Odredite valnu dužinu kratkotalasne granice kontinuiranog rendgenskog spektra, ako se, kada se napon na rendgenskoj cijevi udvostruči, promijeni za 50 pm.

73. Odredite najkraću valnu dužinu rendgenskog zračenja ako rendgenska cijev radi na naponu U= 150 kV.

74. Koristeći relaciju nesigurnosti, procijenite E min , što je čestica mase m, koji se nalazi u beskonačno dubokoj jednodimenzionalnoj potencijalnoj bušotini širine a.

75. Talasna dužina fotona koji emituje atom je 0,6 μm. Uz pretpostavku životnog vijeka pobuđenog stanja t = 10 -8 s, odrediti prirodni omjer širine nivo energije, na koju je atom bio uzbuđen, na energiju koju je emitovao atom.

76 =77 . Koristeći vektorski model atoma, odredite najmanji ugao

, koji može formirati vektor L ugaoni moment orbitalnog kretanja elektrona u atomu sa smjerom vanjskog magnetskog polja. Elektron u atomu je unutra f-država.

78. Koristeći vektorski model atoma, odredite najmanji ugao koji vektor orbitalnog ugaonog momenta elektrona u atomu može formirati sa smjerom magnetskog polja. Elektroni su unutra d-država.

79. Elektron je u beskonačno dubokoj jednodimenzionalnoj potencijalnoj bušotini sa širinom . Izračunajte vjerovatnoću da će elektron u pobuđenom stanju ( n= 4) naći će se u lijevoj krajnjoj četvrtini jame.

80. Nabijena čestica ubrzana razlikom potencijala U = 200 V, ima de Broljevu talasnu dužinu = 14.02 sati. Pronađite masu čestice ako je njen naboj numerički jednak naboju elektron.

81. De Broglieova talasna dužina protona koji leti sa energijom od 2 MeV povećala se za faktor 2. Odredite koliko je energije proton izgubio u ovom slučaju.

82. Koristeći Borovu teoriju, dobijte izraz za polumjer orbite elektrona. Izračunajte radijus orbite najbliže jezgri elektrona u atomu vodika.

83. Odredite de Broglieovu valnu dužinu elektrona pri sudaru s kojom se jedna linija pojavila u vidljivom nizu atoma vodika.

84. Odredite de Broglieovu valnu dužinu elektrona, pri sudaru s kojima su se u spektru atoma vodika pojavile samo 3 linije.

85. Kolika je de Broglieova talasna dužina elektrona, pri sudaru sa kojom se u spektru atoma vodonika uočavaju tri spektralne linije u Balmerovom nizu.

Ponavljanje gradiva na temu "Svjetlosni kvanti". Materijal za svakog učenika, gdje se daje individualni zadatak za svakog od njih. Svaki učenik mora riješiti problem i prezentirati rješenje cijelom razredu. U toku objašnjavanja rješenja svi učenici zapisuju sažetak rješenja zadataka, prethodno razgovarajući o ispravnosti rješenja.Tokom časa možete analizirati oko trinaest zadataka različitog nivoa složenosti, uzimajući u obzir zahtjeve ispita.

Skinuti:

Pregled:

Javni čas

Na temu "Rješavanje zadataka na temu" Svjetlosni kvanti "

U 11. razredu.

Ciljevi lekcije;

1. edukativni:Razviti sposobnost primjene znanja o ovoj temi u različitim situacijama. Sumirajte znanja o temi, unesite ih u sistem. Formulirajte glavne razloge za njihove aktivnosti.

2.Razvijanje: Razviti sposobnost primjene teoretskog znanja u rješavanju problema različitim nivoima teškoće. Odabrati najznačajnije tačke predstavljenih rješenja, prodiskutovati i analizirati predstavljene načine rješavanja problema.

3.Obrazovni: raditi na formiranju svjesnog znanja kako bi uspješno polaganje ispita u fizici. Poštujte mišljenje protivnika, branite svoje mišljenje.

Oprema: multimedijalni projektor

Književnost : udžbenik fizike za 11. razred, autori G.Ya.Mjakišev, B.B. Bukhovtsev.

Izbor zadataka: Zbirke zadataka iz fizike. Autori G. N. Stepanova, Rymkevich.

Didaktički materijali za 11. razred fizike, autori A.E. Maron, E.A. Maron,

UPOTREBA materijala raznih godina., Tabele decimalnih prefiksa, Konstante.

Koraci lekcije:

1) Organizacijski:

Pozdrav momci i gosti naše lekcije. Danas se moramo prisjetiti onoga što znamo o “svjetlosnim kvantima” i naučiti kako primijeniti stečeno znanje u rješavanju problema.

Na ispitu iz fizike profesor napiše jednačinu E = h ν i pita studenta:

Šta je v?

Konstantne daske!

- A h?

- Visina ove šipke!

2) Provjera domaće zadaće:

Kod kuće ste morali ponoviti temu "Svjetlosni kvanti".

Ako neko sumnja u svoje znanje, onda u procesu ovog razgovora

Možete sumirati neke od stavki na ovu temu.

Momci vas molim da odgovorite na sledeca pitanja:

(U pratnji projekcije slajdova na temu)

1) Šta znate o strukturi svjetlosti? Kada svjetlost pokazuje koja svojstva?

2) Šta je suština Planckove hipoteze?

3) Šta je fotoelektrični efekat?

4) Suština zakona fotoelektričnog efekta.

5) Kako se može procijeniti vrijednost kinetičke energije elektrona?

6) Suština Ajnštajnove teorije.

7) Kako izgleda Ajnštajnova jednačina za fotoelektrični efekat?

8) Šta se zove "crvena" granica fotoelektričnog efekta? Dugotalasna granica fotoelektričnog efekta?

9) Šta je foton?

10) Kako se određuje energija fotona?

11) Kako se određuje impuls fotona?

12) Kako se određuje masa fotona?

13) Šta je suština Borovih postulata?

3) Priprema učenika za rad u glavnoj fazi.

Sada pređimo na glavni dio naše lekcije: rješavanje problema. Radit ćemo na sljedeći način: svako od vas će dobiti sadržaj svih zadataka čije rješenje moramo danas shvatiti. Svako od vas rješava jedan od zadataka, pripremivši se da objasni svoje rješenje, reproducira rješenje na tabli, objašnjava ga, a ostali momci, nakon što saslušaju objašnjenje, zapisuju svoje rješenje pored problema. Hajde da počnemo. Ako dođe do pitanja tokom lokalne odluke, podići ćete ruku i zatražiti vodstvo od učitelja.Nastavnik je u ovoj fazi – organizator, instruktor, asistent, koji vodi sve aktivnosti učenika.

(Zadaci su raspoređeni uzimajući u obzir sposobnosti učenika, ali svaki od njih na tabli iznosi svoje rješenje, objašnjavajući princip pristupa rješavanju svog problema).

Zadaci za studente

4) Faza usvajanja novih znanja i metoda djelovanja

Metoda koja se ovdje koristi samostalan rad učenika u kombinaciji sa razgovorom sa nastavnikom o ispravnosti zadataka. Korišćen je takav sistem zadataka, kada je obezbeđeno postepeno povećanje složenosti zadataka u njihovoj realizaciji. Rezultate svojih aktivnosti momci predstavljaju na bazi jednostavnog do složenog.

5) Faza primarne provjere razumijevanja naučenog.

Nastavnik tokom časa provjerava i koriguje postupke učenika, identifikuje nedostatke u primarnom razumijevanju gradiva i otklanja nejasnoće u učenikovom razumijevanju proučenog gradiva. Stvaraju se uslovi za sagledavanje znanja u vidu aktivnosti. Otklanjaju se praznine u razumijevanju i primjeni novog materijala.

6) Faza konsolidacije novih znanja i metoda djelovanja:

Aktivnost učenika je organizovana da razvijaju naučena znanja i metode delovanja kroz njihovu primenu u situacijama prema modelu iu promenjenim situacijama. Razrađuje se algoritam proučavanih pravila. Učenici prepoznaju i reprodukuju proučavane kognitivne objekte Koristim pitanja koja zahtevaju intelektualnu aktivnost, samostalnamentalna aktivnost. Na ovaj način pružam doziranu pomoć studentima.

7) Faza primjene znanja i metoda djelovanja.

Organizujem aktivnosti učenika za primenu znanja u promenjenim situacijama, stimulišem samostalnost učenika u izvršavanju zadataka bez straha da će pogrešiti, dobiti pogrešan odgovor, Podstičem želju učenika da ponudi svoj način rješavanja problema, budući da se za rad predlažu otvoreni zadaci, doprinosim produbljivanju znanja.

8) Faza generalizacije i sistematizacije znanja

Osiguravam formiranje generalizovanih pojmova kod školaraca, organizujem aktivnosti učenika na prevođenju pojedinačnih znanja i metoda djelovanja u integralne sisteme znanja i vještina. Aktivnost učenika na uključivanju dijela u cjelinu je aktivna i produktivna, što dovodi do sistematizacije znanja.

9) Faza kontrole i samokontrole znanja i metoda djelovanja.

Nastavnik uočava nedostatke u znanju, provjerava način mišljenja učenika, ispravnost i dubinu znanja, njihovu svijest. Ova analiza se provodi u vrijeme prezentacije njihovog rada cijelom razredu. Ovdje se uočava aktivna aktivnost cijelog odjeljenja u toku provjere opšte formiranih obrazovnih vještina. U ovoj fazi, momci postavljaju pitanja jedni drugima kako bi razumjeli znanje i vještine koje su dobili.

10) Faza korekcije znanja i metoda djelovanja.

Organizujem aktivnosti učenika na ispravljanju uočenih nedostataka, organizujući prelazak sa nižeg na više visoki nivo asimilaciju znanja, u svakoj fazi usložnjavajući predložene zadatke i nivo njihovog rješavanja.

11) Faza informacija o domaćem zadatku.

Pripremite se za izvršenje test zadatak na temu "Svjetlosni kvanti". Test zadaci će odgovarati zadacima ponuđenim na Jedinstvenom državnom ispitu kao KIM.

12) Faza sumiranja rezultata časa.

Zadovoljan sam radom odeljenja i svakog učenika ponaosob.Hvala na trudu. Nadam se da nećete odgovoriti na pitanje šta je "golo": "Plankova konstanta", ali šta je "ASH", sigurno ćete znati da to nije visina Plankove konstante.

13) Faza refleksije.

Test teorije fotoelektričnog efekta za sljedeću lekciju.