„Rozwiązania warsztatowe zadania fizyczne»

„Fizyka kwantowa”

Blok zadań do zastosowania równania Einsteina dla efektu fotoelektrycznego

Zadanie numer 1.

Jaką częstotliwość promieniowania należy skierować na powierzchnię cynku, aby maksymalna prędkość fotoelektronów była równa 2000 km/s? Granica długiej fali efektu fotoelektrycznego dla cynku wynosi 0,35 µm.

Odpowiadać:

Zadanie nr 2.

Jaką maksymalną prędkość mogą osiągnąć elektrony uwolnione z potasu, gdy zostanie napromieniowane fioletowym światłem o długości fali 0,42 µm? Funkcja pracy elektronów z potasu 2 eV.

Odpowiadać:

Zadanie nr 3.

Po oświetleniu światłem ultrafioletowym o częstotliwości 1015 Hz metalowy przewodnik z funkcją pracy 3,11 eV elektrony są wybijane. Jaka jest maksymalna prędkość fotoelektronów?

Odpowiadać:

Zadanie nr 4.

Gdy metal zostaje napromieniowany światłem o długości fali 245 mil morskich obserwuje się efekt fotoelektryczny. Funkcja pracy elektronu z metalu to 2,4 eV. Oblicz ilość napięcia, które należy przyłożyć do metalu, aby zmniejszyć maksymalną prędkość emitowanych fotoelektronów w 2 czasy.

Zadanie nr 5.

W próżni znajdują się dwie elektrody wapniowe, do których podłączony jest kondensator o pojemności C \u003d 8000 pF. Gdy katoda jest oświetlona przez długi czas światłem o częstotliwości n= 1015 Hz fotoprąd, który pojawił się na początku, zatrzymuje się. Funkcja pracy elektronów z wapnia A = 4,42× 10-19 J. Jaki ładunek q pojawia się na płytkach kondensatora?

Odpowiadać: http://pandia.ru/text/80/143/images/image006_41.gif" width="55" height="41 src=">..gif" width="48" height="47 src="> czasy. Jaka jest funkcja pracy powierzchni metalowej?

Zadanie numer 7.

Jaka jest maksymalna prędkość elektronów wybijanych z metalowej płytki przez światło o długości fali? 0,3 µm jeśli czerwona granica efektu fotoelektrycznego? 540 nm?

Odpowiadać:

Zadanie numer 8.

Płaska elektroda aluminiowa oświetlana jest światłem ultrafioletowym o długości fali 83 mil morskich. Jaka jest maksymalna odległość od powierzchni elektrody, jaką elektron może przemieścić, jeśli zostanie poddany działaniu pola elektrycznego o sile 7,5 V/cm? Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla aluminium odpowiada długości fali 450 nm.

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

Zadanie nr 10.

Foton, który odpowiada fali świetlnej o długości fali 320 nm, wyciąga fotoelektron z powierzchni litu, którego maksymalny pęd 6.03∙10-25kg∙m/s. Wyznacz funkcję pracy elektronu.

Zadanie numer 11.

Fotokatoda pokryta wapniem (funkcja pracy) 4.42∙10-19 J), oświetlony światłem o długości fali 300 nm. Elektrony emitowane z katody wchodzą w jednorodne pole magnetyczne z indukcją 0,83 mT prostopadłe do linii indukcji magnetycznej tego pola. Jaki jest maksymalny promień okręgu, po którym poruszają się elektrony?

Zadanie numer 12.

Narysuj wykres zależności maksymalnej energii kinetycznej elektronów emitowanych z powierzchni fotokatody od częstotliwości padającego na fotokatodę światła. Na podstawie wykresu określ czerwoną granicę efektu fotoelektrycznego, funkcję pracy i stałą Plancka. Wyjaśnij rozwiązanie.

Zadanie numer 13.

Fotoelektrony emitowane z metalowej płytki są spowalniane pole elektryczne. Płytka oświetlana jest światłem, którego energia fotonowa jest równa 3 eV. Rysunek przedstawia wykres zależności fotoprądu od napięcia pola opóźniającego. Wyznacz funkcję pracy elektronu.

Odpowiedź: 2 eV

Zadanie numer 14.

Fotokatoda jest oświetlona światłem o długości fali 300 nm. Emitowane elektrony wchodzą w jednorodne pole magnetyczne przez indukcję 0,2 mT prostopadłe do linii indukcji magnetycznej i poruszają się po okręgach, których maksymalny promień 2 cm. Jaka jest funkcja pracy elektronu?

Zadanie numer 15.

W jakiej temperaturze gazu średnia energia ruchu termicznego atomów gazu jednoatomowego będzie równa energii elektronów wybitych z metalowej płytki z funkcją pracy 2 eV po naświetleniu światłem monochromatycznym o długości fali 300 nm?

Zadanie numer 16.

Korzystanie z charakterystyki prądowo-napięciowej niektórych fotokomórka próżniowa, znajdź funkcję pracy elektronu z katody. Katoda jest oświetlona światłem o długości fali 0,33 µm:

Zadanie nr 17.

Promień kulki wolframu 10 cm, znajdujący się w próżni, naświetlany jest światłem o długości fali 200 nm. Określ stały ładunek piłki, jeśli funkcja pracy dla wolframu jest 4,5 eV.

Zadanie nr 18.

Foton o długości fali odpowiadającej czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego wybija elektron z metalowej płytki (katody) w naczyniu, z którego wypompowywane jest powietrze. Elektron jest przyspieszany przez jednorodne pole elektryczne o sile 50 kV/m. Do jakiej prędkości elektron przyspieszy w tym polu, lecąc po ścieżce 0,5 mm? Efekty relatywistyczne są ignorowane.

Odpowiedź: 3 mm/s

Zadanie numer 19.

Kropla wody 0,2 ml ogrzewany światłem o długości fali 0,75 µm pochłaniające każdą sekundę 1010 fotony. Określ szybkość ogrzewania wody.

Odpowiadać: Q=svmΔT – ilość ciepła odbieranego przez wodę, W=NEΔt - ilość energii emitowanej przez światło w czasie t; W=Q cała energia otrzymana przez kroplę trafia do jej ogrzewania. \u003d 3,15 10-9 K / s

Zadanie numer 20.

Co równa się pęd przekazywane przez foton do substancji podczas jej absorpcji i podczas jej odbicia podczas normalnego padania na powierzchnię?

Odpowiadać : W pierwszym przypadkuhttp://pandia.ru/text/80/143/images/image021_17.gif" width="13" height="33">. Definiować λ2 jeśli λ1=600 nm.

Odpowiadać: = 5,4 10-7 m²

Zadanie nr 22.

Wyznacz energię kinetyczną i prędkość fotoelektronów emitowanych z katody wykonanej z tlenku baru, gdy jest oświetlona zielonym światłem o długości fali 550 nm. Funkcja pracy elektronu 1,2 eV.

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

Zadanie numer 23.

Foton o długości fali odpowiadającej czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego wybija elektron z metalowej płytki (katody) w naczyniu, z którego wypompowywane jest powietrze. Elektron jest przyspieszany przez stałe pole elektryczne o natężeniu E=1,8 103 V/m. W jakim czasie t Czy elektron w polu elektrycznym może być przyspieszony do prędkości równej połowie prędkości światła? Efekt relatywistyczny jest ignorowany.

Odpowiedź: 0,5 µs

Zadanie numer 24.

Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla substancji fotokatody odpowiada częstotliwości światła υ0=6,6 1014 Hz. Gdy katoda jest napromieniowana światłem o częstotliwości n fotoprąd zatrzymuje się przy napięciu między anodą a katodą U=1,4 V. Określ częstotliwość n.

Odpowiedź: 1015 Hz

Zadanie numer 25.

Wraz ze wzrostem 2 razy częstotliwość światła padającego na metalową powierzchnię, napięcie opóźniające dla fotoelektronów wzrasta o 3 czasy. Początkowa częstotliwość padającego światła była równa światłu 0,75 1015 Hz. Jaka jest długość fali odpowiadająca „czerwonej granicy” efektu fotoelektrycznego dla tego metalu?

Odpowiedź: 800 nm

Blok zadań do obliczania ciśnienia światła

Zadanie numer 1.

Do podkręcania statek kosmiczny i korekcji ich orbit proponuje się zastosowanie żagla słonecznego - lekkiego ekranu o dużej powierzchni przymocowanego do aparatu z cienkiej folii, która odbija światło słoneczne. Znajdź przyspieszenie nadane pojazdowi przez masę 500 kg(łącznie z masą żagla), jeśli żagiel jest kwadratowy 100*100 m. Moc W promieniowanie słoneczne padające na powierzchnię o określonej powierzchni 1 m2, prostopadle do światła słonecznego, jest 1370 W/m2.

Odpowiedź: 1,8∙10-4 m/s2

Zadanie nr 2.

Monochromatyczna wiązka promieni równoległych jest tworzona przez źródło, które z czasem Δ t= 8 10–4 s promieniuje N= 5 1014 fotony. Fotony spadają wzdłuż normalnej do obszaru S = 0,7 cm2 i wytworzyć presję P= 1,5 10–5 Pa. W którym 40% fotony są odbijane i 60% zaabsorbowany. Określ długość fali promieniowania.

Odpowiedź: 0,55 µm

Test Nr 4 „Kwanty światła. kreacja teoria kwantowa”. Opcja 1 część - numer strony 3/3

CZĘŚĆ B

8. (2 punkty) Korzystając ze stanu problemu, dopasuj wartości z lewej kolumny tabeli do ich zmian w prawej

Veli ranga Zmiana

A. natężenie padającego światła 1) nie uległo zmianie

B. zmniejszyła się częstotliwość czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego 2)

B. prędkość wyrzucanych elektronów 3) wzrosła

G. energia kwantowa


ALE

B

W

G

Rozwiązywać problemy.

9. (2 punkty) Czy w potasie pod wpływem promieniowania o długości fali 500 nm wystąpi efekt fotoelektryczny? Czemu?

10.

CZĘŚĆ C

11. (3 punkty) Rozwiąż problem.

Opcja 27

CZĘŚĆ A Wybierz jedną poprawną odpowiedź.

1. Fotokomórka oświetlana jest światłem o określonej częstotliwości i intensywności. Rysunek po prawej pokazuje wykres zależności siły fotoprądu w tej fotokomórce od przyłożonego do niej napięcia.

Jeśli intensywność padającego światła o tej samej częstotliwości wzrośnie, wykres się zmieni. Który z poniższych wykresów poprawnie pokazuje zmianę na wykresie?

2. Funkcja pracy elektronów z niektórych metali wynosi 4 eV. Jaka jest maksymalna energia fotoelektronów, gdy metal jest oświetlony światłem monochromatycznym, którego energia fotonów wynosi 3,5 eV?

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

2) efekt fotoelektryczny nie wystąpi 4) - 0,5 eV

3. Na Wykres pokazuje zależność fotoprądu od przyłożonego napięcia wstecznego, gdy metalowa płyta (fotokatoda) jest oświetlona promieniowaniem o energii 8 eV. Jaka jest funkcja pracy tego metalu?

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

4. Które stwierdzenia są poprawne?

ALE. Foton istnieje tylko w ruchu.

B. Foton to kwant pola elektromagnetycznego.

W. Prędkość fotonu jest zawsze zerowa.


  1. A, B i C 2) B i C 3) A i C 4) A i B
5. W którym z wymienionych poniżej promieniowania pęd i masa fotonów mają największą wartość?

1) ultrafiolet 3) podczerwień

2) widoczne 4) fale radiowe

6. Elektron i proton poruszają się z tą samą prędkością. Która z tych cząstek ma najdłuższą długość fali de Broglie?

1) długości fal tych cząstek są takie same 3) elektron ma

2) cząstek nie można scharakteryzować długością fali 4) dla protonu

7. Z efektem fotoelektrycznym energia kinetyczna emitowane elektrony są 3 razy większe od funkcji pracy. W tym przypadku częstotliwość padającego promieniowania  jest powiązana z częstotliwością czerwonej granicy  cr zależnością

1)  cr 2)  cr  3)  cr 4)  cr

CZĘŚĆ B

8. (2 punkty)

W eksperymentach nad efektem fotoelektrycznym zwiększono długość fali padającego światła. W którym

Veli ranga Zmiana

A. natężenie padającego światła 1) spadło

B. częstotliwość czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego 2) wzrosła

B. prędkość wyrzucanych elektronów 3) nie uległa zmianie

G. energia kwantowa


ALE

B

W

G

Rozwiązywać problemy.

9. (2 punkty) Czy pod wpływem promieniowania o długości fali 760 nm w cezie wystąpi efekt fotoelektryczny? Czemu?

10. (2 punkty) Jaki jest pęd i masa fotonu ultrafioletowego 30 nm?

CZĘŚĆ C

11. (3 punkty) Rozwiąż problem.

Gdy metalowa płytka jest oświetlona światłem monochromatycznym, napięcie blokujące wynosi 3 V. Jeśli częstotliwość padającego światła wzrasta o współczynnik 6, napięcie blokujące wynosi 23 V. Określ funkcję pracy elektronów z tego metalu.

Test nr 4 „Kwanty światła. Stworzenie teorii kwantowej”.

Opcja 20

CZĘŚĆ A Wybierz jedną poprawną odpowiedź.

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.

ALE. efekt fotoelektryczny B. lekki nacisk

1) ani A, ani B 2) zarówno A, jak i B 3) tylko A 4) tylko B

5 .

1) fale radiowe 3) podczerwień

2) widoczne 4) ultrafioletowe

6.

7.

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

CZĘŚĆ B

8. (2 punkty)

kolumna. Wpisz odpowiedź w tabeli z wybranymi cyframi pod odpowiednimi literami.

W którym

Veli ranga Zmiana

B. funkcja pracy elektronów z metalu 3) nie uległa zmianie


ALE

B

W

G

Rozwiązywać problemy.

9. (2 punkty) Promieniowanie o trzech częstotliwościach o różnym natężeniu pada na metalową płytkę z funkcją pracy A= 1,8 eV (patrz rysunek). Wyznacz minimalną energię kinetyczną fotoelektronów.

1 0.

CZĘŚĆ C

11. (3 punkty) Rozwiąż problem.

Określ rodzaj promieni.

Test nr 4 „Kwanty światła. Stworzenie teorii kwantowej”.

Opcja 24

CZĘŚĆ A Wybierz jedną poprawną odpowiedź.

1. Który wykres odpowiada zależności maksymalnej energii kinetycznej elektronów E, emitowanych z płytki w wyniku efektu fotoelektrycznego, od częstotliwości fotonów padających na substancję?

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

2. Funkcja pracy dla materiału płyty wynosi 1 eV. Płytka oświetlana jest światłem monochromatycznym. Jaka jest energia fotonów padającego światła, jeśli maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów wynosi 1,5 eV?

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

3. Dwa źródła światła emitują fale o długości fali λ 1 = 200 nm i λ 2 = 100 nm. Jaki jest stosunek pędu pierwszego fotonu do pędu drugiego fotonu?

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

4. Które z poniższych zjawisk można ilościowo opisać za pomocą teoria fotonowa Sveta?

ALE. efekt fotoelektryczny B. lekki nacisk

1) tylko A 2) tylko B 3) ani A, ani B 4) zarówno A, jak i B

5 . Które z poniższych promieniowania ma najniższą energię fotonów?

1) widoczny 3) podczerwień

2) fale radiowe 4) ultrafiolet

6. De Broglie wysunął hipotezę, że cząstki materii (na przykład elektron) mają właściwości fal. Ta hipoteza została później

1) obalony przez teoretyczne rozumowanie

2) potwierdzone w eksperymentach na wybijaniu elektronów z metali pod wpływem oświetlenia

3) potwierdzone w eksperymentach dyfrakcji elektronów

4) obalone eksperymentalnie

7. Fotony o energii 2,1 eV wywołują efekt fotoelektryczny z powierzchni cezu, dla którego funkcja pracy wynosi 1,8 eV. Aby maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów wzrosła 2 razy, konieczne jest zwiększenie energii fotonu o

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

CZĘŚĆ B

8. (2 punkty) Wykorzystując warunek problemu, dopasuj

wartości z lewej kolumny tabeli wraz z ich zmianami w prawej

kolumna. Wpisz odpowiedź w tabeli z wybranymi cyframi pod odpowiednimi literami.

W eksperymentach dotyczących efektu fotoelektrycznego zmniejszono długość fali padającego światła.

W którym

Veli ranga Zmiana

A. Stała Plancka 1) nie uległa zmianie

B. prędkość wyrzucanych elektronów 2) zmniejszyła się

B. funkcja pracy elektronów z metalu 3) zwiększona

D. liczba wyrzucanych elektronów w jednostce czasu


ALE

B

W

G

Rozwiązywać problemy.

9.

1 0. (2 punkty) Pęd widzialnego fotonu wynosi 8,72∙10 -28 kg∙m/s. Określ długość fali promieniowania. Do jakiej części widma widzialnego należy to promieniowanie przypisać?

CZĘŚĆ C

11. (3 punkty) Rozwiąż problem.

Jaką długość fali należy skierować na powierzchnię jakiegoś metalu, aby maksymalna prędkość fotoelektronów wynosiła 3000 km/s? Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla tego metalu wynosi 0,35 µm.

Określ rodzaj promieni.

Test nr 4 „Kwanty światła. Stworzenie teorii kwantowej”.

Opcja 28

CZĘŚĆ A Wybierz jedną poprawną odpowiedź.

1. Który wykres odpowiada zależności maksymalnej energii kinetycznej elektronów E, emitowanych z płytki w wyniku efektu fotoelektrycznego, od częstotliwości fotonów padających na substancję?

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

2. Funkcja pracy dla materiału płyty wynosi 1 eV. Płytka oświetlana jest światłem monochromatycznym. Jaka jest energia fotonów padającego światła, jeśli maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów wynosi 1,5 eV?

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

3. Dwa źródła światła emitują fale o długości fali λ 1 = 200 nm i λ 2 = 100 nm. Jaki jest stosunek pędu pierwszego fotonu do pędu drugiego fotonu?

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

4. Które z poniższych zjawisk można ilościowo opisać za pomocą fotonowej teorii światła?

ALE. efekt fotoelektryczny B. lekki nacisk

1) tylko A 2) tylko B 3) zarówno A, jak i B 4) ani A, ani B

5 . Które z poniższych promieniowania ma najniższą energię fotonów?

1) widoczny 3) podczerwień

2) ultrafiolet 4) fale radiowe

6. De Broglie wysunął hipotezę, że cząstki materii (na przykład elektron) mają właściwości falowe. Ta hipoteza została później

1) potwierdzone w eksperymentach dyfrakcji elektronów

2) potwierdzone w eksperymentach na wybijaniu elektronów z metali pod wpływem oświetlenia

3) obalony przez teoretyczne rozumowanie

4) obalone eksperymentalnie

7. Fotony o energii 2,1 eV wywołują efekt fotoelektryczny z powierzchni cezu, dla którego funkcja pracy wynosi 1,8 eV. Aby maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów wzrosła 2 razy, konieczne jest zwiększenie energii fotonu o

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

CZĘŚĆ B

8. (2 punkty) Wykorzystując warunek problemu, dopasuj

wartości z lewej kolumny tabeli wraz z ich zmianami w prawej

kolumna. Wpisz odpowiedź w tabeli z wybranymi cyframi pod odpowiednimi literami.

W eksperymentach dotyczących efektu fotoelektrycznego zmniejszono długość fali padającego światła.

W którym

Veli ranga Zmiana

A. Stała Plancka 1) zwiększona

B. prędkość wyrzucanych elektronów 2) nie uległa zmianie

B. funkcja pracy elektronów z metalu 3) zmniejszona

D. liczba wyrzucanych elektronów w jednostce czasu


ALE

B

W

G

Rozwiązywać problemy.

9. (2 punkty) Promieniowanie o trzech częstotliwościach o różnym natężeniu pada na metalową płytkę z funkcją pracy A = 2,4 eV (patrz rysunek). Wyznacz maksymalną energię kinetyczną fotoelektronów.

1 0. (2 punkty) Pęd widzialnego fotonu wynosi 8,72∙10 -28 kg∙m/s. Określ długość fali promieniowania. Do jakiej części widma widzialnego należy to promieniowanie przypisać?

CZĘŚĆ C

11. (3 punkty) Rozwiąż problem.

Jaką długość fali należy skierować na powierzchnię jakiegoś metalu, aby maksymalna prędkość fotoelektronów wynosiła 3000 km/s? Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla tego metalu wynosi 0,35 µm.

1. Dodaje się dwie fale świetlne, równomiernie skierowane i mające te same okresy i amplitudy ( ALE 0) wahania. Określ różnicę faz, przy której wynikowa fala ma taką samą amplitudę ALE 0 .

2. Znajdź wszystkie długości fal widzialne światło(od 0,76 do 0,38 µm), co zostanie maksymalnie wzmocnione różnicą drogi optycznej fal zakłócających równą 1,8 µm.


3. Wyprowadź wzór na współrzędną prążka interferencyjnego odpowiadającego minimum w doświadczeniu Younga. Oblicz odległość między drugim a pierwszym ciemnym pasmem, jeśli odległość od spójnych źródeł do ekranu wynosi 1 m, odległość między źródłami wynosi 0,2 cm, a λ = 500 nm.


4. Równoległa wiązka elektronów przyspieszona różnicą potencjałów 50 V pada normalnie na dwie szczeliny oddalone od siebie o 10 µm. Określ odległość między środkiem a pierwszym maksimum obrazu dyfrakcyjnego na ekranie znajdującym się w odległości 0,6 m od szczeliny.


5. W eksperymencie Younga płyta o grubości d 1 \u003d 0,11 cm, a w drugiej kolejności - płyta o grubości d 2 = 0,1 cm Obie płyty szklane ( n = 1,5). O ile prążków przesuwa się wzór interferencji? Długość fali 500 nm.


6. Dwa spójne źródła znajdują się w odległości 2,5 mm od siebie. Na ekranie znajdującym się w odległości 1 m od źródła obserwuje się układ prążków interferencyjnych. Jak daleko przesuną się te pasma, jeśli jedno ze źródeł zostanie pokryte szklaną płytą ( n= 1,5) 10 µm grubości.


7. Określ grubość płasko-równoległej płyty szklanej ( P= 1,55), przy którym w świetle odbitym maksimum drugiego rzędu dla λ = 0,65 μm jest obserwowane pod takim samym kątem jak siatka dyfrakcyjna o stałej d = 1 µm.


8. Światło monochromatyczne o długości fali λ pada na szklany klin ( n= 1,5) z kątem α

-4 rad. W obserwowanym wzorze interferencyjnym na 1 cm przypada 10 pasm świetlnych. Długość fali światła to... nm.


9. Światło monochromatyczne pada normalnie na powierzchnię klina powietrznego, a odległość między prążkami interferencyjnymi Δ x 1 = 0,4 mm. Określ odległość Δ x 2 pomiędzy prążkami interferencyjnymi, jeżeli przestrzeń pomiędzy płytkami tworzącymi klin wypełniona jest przezroczystą cieczą o współczynniku załamania n = 1,33.


10. Bardzo cienki klin powietrzny był zamknięty między dwiema równoległymi do siebie płytami szklanymi. Światło o długości fali 500 nm normalnie pada na płytki. Określ kąt klina, jeśli w świetle odbitym z odległości ponad 1 cm obserwuje się 20 jasnych prążków interferencyjnych.


11. Na szklanym klinie ( n= 1,5) światło pada normalnie. Określ jego długość fali, jeśli kąt klina a odległość między sąsiednimi maksimami interferencji w świetle odbitym wynosi 0,2 mm.


12. Światło monochromatyczne pada normalnie na powierzchnię klina powietrznego, a odległość między prążkami interferencyjnymi wynosi 0,4 mm. Określ odległość między paskami, jeśli klin jest wypełniony cieczą o współczynniku załamania n = 1,33.


13. Światło monochromatyczne pada na cienką szklaną płytkę klinowo - zwykle na jej powierzchnię ( = 600 nm). Określ kąt

między powierzchniami klina, jeśli odległość b pomiędzy sąsiednimi maksimami interferencji w świetle odbitym wynosi 4 mm.



16 =17=18 . Zestaw do obserwacji pierścieni Newtona oświetlany jest światłem monochromatycznym o długości fali = 0,6 µm, incydent normalnie. Przestrzeń między soczewką a szklaną płytką wypełniona jest cieczą. Obserwację prowadzi się w świetle przechodzącym. Promień krzywizny soczewki R = 4 m. Wyznacz współczynnik załamania cieczy, jeśli promień drugiego pierścienia świetlnego r = 1,8 mm.


20. Zestaw do obserwacji pierścieni Newtona jest oświetlony przez normalnie padające światło monochromatyczne. Gdy przestrzeń między soczewką a szklaną płytką wypełniła się przezroczystą cieczą, promienie ciemnych pierścieni w świetle odbitym zmniejszyły się o współczynnik 1,21. Określ współczynnik załamania cieczy.


21. Równoległa wiązka światła o długości fali 500 nm zwykle pada na przesłonę z okrągłym otworem o promieniu 1,5 mm. Za przesłoną w odległości 1,5 m od niej znajduje się ekran. Określ liczbę stref Fresnela na otworze. Co będzie na środku obrazu dyfrakcyjnego na ekranie?


22. Stosując siatkę dyfrakcyjną o okresie 0,02 mm, pierwszy obraz dyfrakcyjny uzyskano w odległości 3,6 cm od centralnego maksimum iw odległości 1,8 m od siatki. Znajdź długość fali światła.


23. Maksimum piątego rzędu obserwowane w świetle monochromatycznym z = 0,5 µm odpowiada kątowi dyfrakcji 30º. Określ liczbę linii, które siatka dyfrakcyjna zawiera na każdy milimetr jej długości.


24. Światło z lampy wodorowej pada na siatkę dyfrakcyjną z okresem 2,05 µm. Pod kątem 30º zarejestrowano jakąś linię dziesiątego rzędu. Określ, które przejście elektronu w atomie wodoru odpowiada tej linii. (

).


25. Siatka dyfrakcyjna , mająca 500 linii na 1 mm, jest oświetlona białym światłem padającym normalnie na jego powierzchnię. W jakiej odległości od centralnego maksimum znajduje się początek i koniec widzialnego widma pierwszego rzędu (λ f = 380 nm, λ cr = 780 nm)? Ekran znajduje się w odległości 2 m od siatki. (cm).


26. Na siatce dyfrakcyjnej z okresem d, równym 0,01 mm, światło o długości fali 550 nm normalnie pada. Za maskownicą znajduje się obiektyw o ogniskowej F, równy 1 m. Określ odległość między maksimum trzeciego rzędu a maksimum centralnym.


27. Wiązka promieni z rury wyładowczej wypełnionej atomowym wodorem zwykle pada na siatkę dyfrakcyjną z okresem 0,01 mm. Maksimum dyfrakcyjne trzeciego rzędu, obserwowane pod kątem 10º, odpowiada jednej z linii serii Balmera. Określ liczbę kwantową n,


28. Porównaj najwyższą rozdzielczość dla czerwonej linii kadmu ( = 644 nm) dla dwóch siatek dyfrakcyjnych o tej samej długości ( = 5 mm), ale różne okresy: d 1 = 4 µm, d 2 = 2 µm.


29. Jaka jest ogniskowa F musi mieć soczewkę wyświetlającą na ekranie widmo uzyskane za pomocą siatki dyfrakcyjnej tak, aby odległość między dwiema liniami potasu

nm i

nm w widmie pierwszego rzędu był równy

mm? Stała siatki

2 µm.

30. Równoległa wiązka elektronów monoenergetycznych jest kierowana normalnie do wąskiej szczeliny o szerokości a= 1 µm. Określ prędkość tych elektronów, jeśli na ekranie znajduje się w pewnej odległości ja= 20 cm od szczeliny, szerokość centralnego maksimum dyfrakcyjnego wynosi Δ x= 48 µm


32. Na ekranie z okrągłym otworem o promieniu r= 1,2 mm, równoległa wiązka światła monochromatycznego o długości fali λ = 0,6 μm pada normalnie. Określ maksymalną odległość od otworu na jego osi, gdzie nadal można zaobserwować najciemniejszą plamę.


33. Siatka dyfrakcyjna ma N= 1000 skoków i stała d= 10 µm. Wyznacz: 1) dyspersję kątową dla kąta dyfrakcji φ = 30° w widmie trzeciego rzędu; 2) rozdzielczość siatki dyfrakcyjnej w widmie piątego rzędu.


34. Światło zwykle pada naprzemiennie na dwie płyty wykonane z tej samej substancji, o odpowiednich grubościach X 1 = 5 mm i X 2 = 10 mm. Określ współczynnik absorpcji tej substancji, jeśli natężenie przepuszczanego światła przez pierwszą płytkę wynosi 82%, a przez drugą - 67%.


35. Grubość płyty kwarcowej d 1 = 2 mm, przecięty prostopadle do osi optycznej kryształu, obraca płaszczyznę polaryzacji światła monochromatycznego o określonej długości fali o kąt φ 1 = 30°. Określ grubość d 2 płytki kwarcowe umieszczone między równoległymi nikolami, aby to monochromatyczne światło zostało całkowicie wygaszone.


36. Płasko spolaryzowane światło monochromatyczne przechodzące przez polaroid okazuje się całkowicie wygaszone. Jeżeli na drodze światła umieszczona zostanie płytka kwarcowa, wówczas natężenie światła przechodzącego przez polaroid zmniejsza się trzykrotnie (w porównaniu do natężenia światła padającego na polaroid). Zakładając skręcalność właściwą w kwarcu α = 0,52 rad/mm i pomijając straty światła, wyznacz minimalną grubość płyty kwarcowej.


37. Analizator został umieszczony na drodze światła częściowo spolaryzowanego, którego stopień polaryzacji wynosi 0,6, tak aby natężenie przechodzącego przez niego światła było maksymalne. Ile razy zmniejszy się natężenie światła, jeśli płaszczyzna transmisji analizatora zostanie obrócona o kąt?

.

38 =41=47 . Prąd elektryczny o napięciu 2 V przepływa przez płytę o długości 3 cm i szerokości 1 cm Po ustaleniu równowagi termicznej temperatura płyty wynosiła 1050 K. Wyznacz siłę prądu, jeśli współczynnik absorpcji płyty. a = 0,8 (

).


39. Metalowa kulka o promieniu 1 cm i pojemności cieplnej 14 J/K, podgrzana do 1200 K, jest umieszczana w zagłębieniu o temperaturze 0 K. Znajdź czas potrzebny do schłodzenia kulki do temperatury 1000 K. Uważaj piłkę za całkowicie czarne ciało.


40. Absolutnie czarne ciało ma temperaturę 2900 K. W wyniku chłodzenia ciała długość fali, która odpowiada za maksymalną gęstość widmową emisyjności, zmieniła się o 9 μm. Ile razy zmieniała się jasność energii ciała? Stała wina

.


42. Traktując Słońce jako ciało doskonale czarne i biorąc pod uwagę, że jego maksymalna gęstość widmowa jasności energii odpowiada długości fali λ = 500 nm, wyznacz: 1) temperaturę powierzchni Słońca; 2) energia emitowana przez Słońce w postaci fal elektromagnetycznych w ciągu 10 minut; 3) masa utracona przez Słońce w tym czasie z powodu promieniowania. Promień Słońca wynosi 6,95 10 7 m.


43. Zakładając, że atmosfera pochłania 10% energii promienistej wysyłanej przez Słońce, znajdź moc otrzymywaną od Słońca przez poziomy kawałek lądu o powierzchni 0,5 ha. Wysokość Słońca nad horyzontem wynosi 30º. Promieniowanie Słońca jest uważane za zbliżone do promieniowania absolutnie czarnego ciała z T\u003d 6000 K. Promień Słońca wynosi 6,95 10 7 m, odległość od Ziemi do Słońca wynosi 1,5 10 11 m.


44. Temperatura wewnętrznej powierzchni pieca muflowego z otwartym otworem o powierzchni 30 cm2 wynosi 1,3 kK. Zakładając, że otwór pieca promieniuje jako czarny korpus, określ, jaka część mocy jest rozpraszana przez ściany, jeśli moc pobierana przez piec wynosi 1,5 kW.


45. W lampie elektrycznej wolframowy włos o średnicy 0,05 mm świeci, gdy lampa działa do T 1 \u003d 2700 K. Jak długo po wyłączeniu prądu temperatura spadnie do T 2 = 600 K? Potraktuj włosy jako szare ciało o współczynniku wchłaniania 0,3. Gęstość wolframu 19300 kg/m3, ciepło właściwe 130 J/kg K.


46. Ile fotonów pada w ciągu 1 minuty na 1 cm 2 powierzchni Ziemi prostopadle do promieni słonecznych? Stała słoneczna w ≈ 1,4 10 3 , średnia długość fali światła słonecznego wynosi 550 nm.


48. Średnica żarnika wolframowego w żarówce d = 0,3 mm, długość spirali = 5 cm Gdy żarówka jest podłączona do sieci o napięciu 127 V, przez żarówkę przepływa prąd 0,31 A. Znajdź temperaturę spirali. Załóżmy, że całe ciepło uwolnione we włóknie jest tracone na promieniowanie. Współczynnik absorpcji wolframu wynosi 0,31.


49. Średnica żarnika wolframowego d 1 =0,1 mm, połączony szeregowo z innym żarnikiem wolframowym. Nici świecą w próżni wstrząs elektryczny, a pierwszy wątek ma temperaturę T 1 = 2000 K, a drugi T 2 = 3000 K. Jaka jest średnica drugiego gwintu?


50. Funkcja pracy elektronów z rtęci wynosi 4,53 eV. Czy pojawi się efekt fotoelektryczny, jeśli powierzchnia rtęci zostanie oświetlona światłem o długości fali 500 nm? Uzasadnij odpowiedź.


51. Na szklanym klinie ( n= 1,5), światło monochromatyczne pada normalnie (λ = 698 nm). Określ kąt między powierzchniami klina, jeśli odległość między dwoma sąsiednimi minimami interferencji w świetle odbitym wynosi 2 mm.


52. Gdy metalowa płytka jest oświetlona promieniowaniem o długości fali 360 nm, potencjał opóźnienia wynosi 1,47 V. Wyznacz czerwoną granicę efektu fotoelektrycznego dla tego metalu.


53. Podwajając częstotliwość światła padającego na metal, napięcie opóźniające dla fotoelektronów wzrasta pięciokrotnie. Częstotliwość początkowo padającego światła

Hz. Określ długość fali światła odpowiadającą czerwonej granicy tego metalu.


54. Foton o długości fali 300 nm wyciąga elektron z powierzchni metalu, który opisuje w polu magnetycznym ( W= 1 mT) koło o promieniu 3 mm. Znajdź funkcję pracy elektronu.


55. Wyznaczyć stałą Plancka, jeśli wiadomo, że fotoelektrony wyrzucane z powierzchni metalu przez światło o częstotliwości 2,8 10 15 Hz są opóźnione o napięcie 5,7 V, a wyrzucane przez światło o częstotliwości 5,2 10 15 Hz - o napięcie 15,64 V .


56. 2,8·10 17 kwantów promieniowania o długości fali 400 nm pada na 1 cm 2 czarnej powierzchni w jednostce czasu. Jaki jest nacisk na powierzchnię wytworzony przez to promieniowanie? (µPa).


57. Światło ze źródła punktowego o mocy 150 W pada normalnie na kwadratową powierzchnię lustra o boku 10 cm, znajdującą się w odległości 2 m. Określ siłę nacisku światła na tę powierzchnię.


58. Wiązka laserowa o mocy 600 W trafiała w kawałek doskonale odbijającej światło folii umieszczony prostopadle do kierunku wiązki. W tym przypadku kawałek folii o wadze

kg osiągnął prędkość 4 cm/s. Określ czas trwania impulsu laserowego (s).


59 =61 . Określ ciśnienie światła na ściankach 150-watowej żarówki elektrycznej, zakładając, że cała zużyta moc zostanie przekazana na promieniowanie, a ścianki żarówki odbijają 15% padającego na nie światła. Uważaj żarówkę za kuliste naczynie o promieniu 5 cm.


60. Srebrny rekord ( ALE vy = 4,7 eV) jest oświetlony światłem o długości fali 180 nm. Wyznacz maksymalny pęd przenoszony na powierzchnię płytki podczas odejścia każdego elektronu.


62. Foton o energii ε = 0,25 MeV został rozproszony przez początkowo spoczywający swobodny elektron. Określ energię kinetyczną odrzutu elektronu, jeśli długość fali rozproszonego fotonu zmieniła się o 20%.


63. Foton o energii 0,3 MeV został rozproszony pod kątem θ = 180° przez swobodny elektron. Określ ułamek energii fotonu na rozproszony foton. (Λ = 0,0243Ǻ).


64. Foton o energii ε = 0,25 MeV został rozproszony pod kątem α = 120° przez początkowo spoczywający swobodny elektron. Wyznacz energię kinetyczną odrzutu elektronu. (Λ = 0,0243Ǻ).


65. Jaka prędkość nabywa początkowo spoczynkowy atom wodoru po emisji fotonu odpowiadającego pierwszej linii serii Balmera? (.


66. Określ, jak bardzo zmieniła się energia kinetyczna i potencjalna elektronu w atomie wodoru, gdy atom emituje foton o długości fali λ = 4,86 ​​10 -7 m.


67. Jaka długość fali światła jest potrzebna do napromieniowania wodoru tak, że gdy atomy wodoru są wzbudzane przez kwanty tego światła, w widmie emisyjnym widoczne są trzy linie widmowe?


68. W oparciu o fakt, że pierwszy potencjał wzbudzenia atomu wodoru wynosi φ 1 = 10,2 V, wyznacz (w eV) energię fotonu odpowiadającą drugiej linii serii Balmera.


69. Wiązka promieni z rury wyładowczej wypełnionej atomowym wodorem zwykle pada na siatkę dyfrakcyjną z okresem 0,01 mm. Maksimum dyfrakcyjne trzeciego rzędu, obserwowane pod kątem 10º, odpowiada jednej z linii szeregu Lymana. Określ liczbę kwantową n, odpowiadający poziomowi energii, z którego następuje przejście. R = 1,1 wektor L- moment pędu ruchu orbitalnego elektronu w atomie z kierunkiem zewnętrznego pola magnetycznego. Elektron w atomie jest w d-państwo.


70. Antykatoda lampy rentgenowskiej jest pokryta molibdenem (Z = 42). Określ minimalną różnicę potencjałów, która musi być przyłożona do rury, aby w widmie rentgenowskim pojawiły się linie serii K molibdenu.


71. W atomie wolframu elektron przesunął się z M- muszle włączone L-powłoka. Przyjmowanie stałej ekranowania b= 5,63, określ energię emitowanego fotonu.


72. Określ długość fali granicy krótkiej długości fali ciągłego widma rentgenowskiego, jeśli przy podwojeniu napięcia na lampie rentgenowskiej zmienia się ona o 50 pm.


73. Określ najkrótszą długość fali promieniowania rentgenowskiego, jeśli lampa rentgenowska pracuje pod napięciem U= 150 kV.

74. Korzystając z relacji niepewności, oszacuj mi min , co jest cząstką masy m, znajduje się w nieskończenie głębokiej jednowymiarowej studni potencjału o szerokości a.


75. Długość fali fotonu emitowanego przez atom wynosi 0,6 μm. Zakładając czas życia stanu wzbudzonego t = 10 -8 s, określ naturalny stosunek szerokości poziom energii, do której atom był wzbudzony, do energii emitowanej przez atom.


76 =77 . Korzystając z modelu wektorowego atomu, określ najmniejszy kąt

, który może tworzyć wektor L moment pędu ruchu orbitalnego elektronu w atomie z kierunkiem zewnętrznego pola magnetycznego. Elektron w atomie jest w f-państwo.


78. Korzystając z modelu wektorowego atomu, określ najmniejszy kąt, jaki wektor orbitalnego momentu pędu elektronu w atomie może utworzyć z kierunkiem pola magnetycznego. Elektrony są w d-państwo.


79. Elektron znajduje się w nieskończenie głębokiej jednowymiarowej studni potencjału o szerokości . Oblicz prawdopodobieństwo, że elektron w stanie wzbudzonym ( n= 4) będzie znajdować się w lewej skrajnej ćwiartce dołu.


80. Naładowana cząstka przyspieszona różnicą potencjałów U = 200 V, ma długość fali de Broglie = 14.02. Znajdź masę cząstki, jeśli jej ładunek jest liczbowo równa opłacie elektron.


81. Długość fali de Brogliego protonu lecącego z energią 2 MeV wzrosła dwukrotnie. Określ, ile energii stracił proton w tym przypadku.


82. Korzystając z teorii Bohra, uzyskaj wyrażenie na promień orbity elektronu. Oblicz promień orbity najbliższej jądru elektronów w atomie wodoru.


83. Wyznacz długość fali de Broglie elektronów, po zderzeniu z którymi jedna linia pojawiła się w widocznej serii atomu wodoru.


84. Określ długość fali de Broglie elektronów, po zderzeniu z którymi w widmie atomu wodoru pojawiły się tylko 3 linie.


85. Jaka jest długość fali de Broglie elektronów, po zderzeniu z którymi w widmie atomów wodoru obserwowane są trzy linie widmowe z serii Balmera.

1. Nienaładowana metalowa płytka izolowana od innych ciał jest oświetlana światłem ultrafioletowym. Jaki ładunek będzie miała ta płyta w wyniku efektu fotoelektrycznego?
1) pozytywny
2) negatywny
3) płyta pozostanie neutralna
4) znak opłaty zależy od czasu świecenia;

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Efekt fotoelektryczny to wyrzucanie elektronów z substancji w wyniku działania światła. Ponieważ elektron przenosi ładunek ujemny, ze względu na prawo konserwatorskie ładunek elektryczny, w wyniku efektu fotoelektrycznego płytka zostanie naładowana dodatnio.

2. Jaki jest pęd przenoszony przez foton na substancję podczas normalnego padania na powierzchnię, w przypadku absorpcji fotonu przez substancję oraz w przypadku jego odbicia?
1) w obu przypadkach h/λ
2) w pierwszym przypadku h/λ , w drugim - 2h/λ
3) w obu przypadkach 2h/λ
4) w pierwszym przypadku 2h/λ, w drugim - h/λ

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Kiedy foton jest pochłaniany przez substancję i odbijany od substancji, spełnione jest prawo zachowania pędu. Moduł pędu fotonu wynosi h/λ. W pierwszym przypadku po absorpcji foton znika, a substancja otrzymuje pęd fotonu h/λ. W drugim przypadku pęd fotonu jest odwrócony, co oznacza, że ​​substancja otrzymuje pęd

3. Która z poniższych równości jest warunkiem dla czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego (od powierzchni ciała z funkcją pracy ALE) pod działaniem światła o częstotliwości ν?
1) hv=A
2) E=hv-A
3) E=hv
4) A=0

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Zgodnie z równaniem efektu fotoelektrycznego energia pochłoniętego fotonu przechodzi na funkcję pracy i przekazuje energię kinetyczną elektronowi:

Czerwona granica to minimalna częstotliwość światła, przy której efekt fotoelektryczny jest nadal obserwowany. W tym przypadku energia kinetyczna fotoelektronów zanika. Zatem warunkiem czerwonej granicy jest równość

4. Który zjawisko fizyczne służy jako dowód kwantowa natura Sveta?
1) zakłócenia
2) dyfrakcja
3) polaryzacja
4) efekt fotoelektryczny

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Dowodem na kwantową naturę światła jest zjawisko efektu fotoelektrycznego. Energia każdej porcji promieniowania, zgodnie z hipotezą Plancka, jest proporcjonalna do częstotliwości światła

Eksperymenty z efektem fotoelektrycznym wykazały, że emitowana porcja energii świetlnej zachowuje w przyszłości swoją indywidualność. Tylko cała porcja może zostać wchłonięta.

5. Spoczynkowy atom pochłonął foton o energii 1,2 10 -17 J. W tym przypadku pęd atomu ...
1) nie zmienił się
2) stał się równy 1,2 10 -17 kg m/s
3) stał się równy 4 10 -26 kg m/s
4) stał się równy 3,6 10 -9 kg m/s

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Energia i pęd fotonu są powiązane relacją

Dlatego foton miał pęd

Zgodnie z prawem zachowania pędu, całkowity pęd układu nie powinien się zmieniać. Dlatego zmiana pędu atomu wynosi 4 10 -26 kg m/s.

6. Która z poniższych wielkości jest proporcjonalna do energii fotonu?
1) kwadrat prędkości fotonu
2) prędkość fotonu
3) częstotliwość promieniowania
4) długość fali

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Podczas emisji i pochłaniania światło zachowuje się jak strumień cząstek - fotonów. W tym przypadku energia fotonu jest proporcjonalna do częstotliwości promieniowania:

7. W eksperymentach z efektem fotoelektrycznym wzięli metalową płytkę o funkcji pracy 3,5 eV i zaczęli ją oświetlać światłem o częstotliwości 3 10 15 Hz. Następnie częstotliwość fali świetlnej padającej na płytkę zwiększono o współczynnik 2, pozostawiając natężenie wiązki światła bez zmian. W efekcie maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów...
1) nie zmienił się, ponieważ nie będzie fotoelektronów
2) ponad dwukrotnie
3) zwiększona o 2 razy
4) zwiększona o mniej niż 2 razy

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Zgodnie z prawem efektu fotoelektrycznego energia pochłoniętego fotonu przechodzi na funkcję pracy i oddanie elektronowi energii kinetycznej: W tym przypadku maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów była różna od zera. Wraz ze wzrostem częstotliwości światła 2 razy energia fotonów również wzrasta 2 razy. Zatem mamy więc maksymalną energię kinetyczną fotoelektronów zwiększoną ponad 2 razy.

8. Gdy metalowa płytka jest oświetlona światłem monochromatycznym o częstotliwości ν, efekt fotoelektryczny. Maksymalna energia kinetyczna uwolnionych elektronów wynosi 2 eV. Gdy ta płytka zostanie oświetlona światłem monochromatycznym o częstotliwości 2ν, wartość maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronów wyniesie...
1) 1 eV
2) 4 eV
3) więcej niż 2 eV, ale mniej niż 4 eV
4) więcej niż 4 eV

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Zgodnie z teorią efektu fotoelektrycznego energia pochłoniętego fotonu trafia do funkcji pracy, czyli pracy, którą należy wykonać, aby wydobyć elektron i przekazać temu elektronowi energię kinetyczną. Energia fotonu jest proporcjonalna do częstotliwości światła. Wypiszmy równania efektu fotoelektrycznego dla obu eksperymentów



9. Gdy metalowa płytka jest oświetlona światłem monochromatycznym o częstotliwości ν, pojawia się efekt fotoelektryczny, maksymalna energia kinetyczna uwolnionych elektronów wynosi 2 eV. Jaka będzie wartość maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronów, gdy ta płytka zostanie oświetlona światłem monochromatycznym o częstotliwości 0,5V, jeśli wystąpi efekt fotoelektryczny?
1) 1 eV
2) 4 eV
3) więcej niż 1 eV, ale mniej niż 2 eV
4) mniej niż 1 eV

Odpowiadać:

Rozwiązanie:
Zgodnie z teorią efektu fotoelektrycznego energia pochłoniętego fotonu trafia do funkcji pracy, czyli pracy, którą należy wykonać, aby wydobyć elektron i przekazać temu elektronowi energię kinetyczną. Energia fotonu jest proporcjonalna do częstotliwości światła. Wypiszmy równania efektu fotoelektrycznego dla obu eksperymentów (pod warunkiem, że efekt fotoelektryczny występuje w obu przypadkach)


Z tego otrzymujemy, że maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów w drugim przypadku spełnia warunek

10. Gdy metalowa płytka z funkcją pracy A jest oświetlona światłem monochromatycznym o częstotliwości ν, następuje efekt fotoelektryczny, maksymalna energia kinetyczna uwolnionych elektronów jest równa E max. Jaka będzie wartość maksymalnej energii kinetycznej fotoelektronów, gdy płytka o funkcji pracy 2A zostanie oświetlona tym samym światłem monochromatycznym, jeśli wystąpi efekt fotoelektryczny?
1) maks. 2E
2) maks. 0,5E
3) E maks + A
4) E max - A

Powtórzenie materiału na temat „Kwanty światła”. Handout dla każdego ucznia, w którym dla każdego podane jest indywidualne zadanie. Każdy uczeń musi rozwiązać problem i przedstawić rozwiązanie całej klasie. W trakcie wyjaśniania rozwiązania wszyscy uczniowie spisują podsumowanie rozwiązania problemów, po wcześniejszym omówieniu poprawności rozwiązania.Podczas lekcji można przeanalizować około trzynastu problemów o różnym stopniu złożoności z uwzględnieniem wymagań egzaminu.

Ściągnij:


Zapowiedź:

Lekcja publiczna

Na temat "Rozwiązywanie problemów na ten temat" Kwanty światła "

W 11 klasie.

Cele Lekcji;

1. Edukacyjny:Rozwijanie umiejętności zastosowania wiedzy na ten temat w różnych sytuacjach. Podsumuj wiedzę na ten temat, wprowadź ją do systemu. Sformułuj główne powody swoich działań.

2. Opracowanie: Rozwijanie umiejętności zastosowania wiedzy teoretycznej do rozwiązywania problemów różne poziomy trudności. Wybierz najistotniejsze punkty prezentowanych rozwiązań, omów i przeanalizuj przedstawione sposoby rozwiązywania problemów.

3.Edukacyjne: pracować nad kształtowaniem świadomej wiedzy, aby odnieść sukces zdanie egzaminu w fizyce. Szanuj zdanie przeciwników, broń swojej opinii.

Ekwipunek: projektor multimedialny

Literatura : podręcznik fizyki do 11. klasy, autorzy G.Ya Myakishev, B.B. Buchowcew.

Wybór zadań: Zbiory problemów z fizyki. Autorzy G. N. Stepanova, Rymkevich.

Materiały dydaktyczne do klasy 11 z fizyki, autorzy A.E. Maron, E.A. Maron,

USE materiały z różnych lat., Tablice przedrostków dziesiętnych, Stałe.

Etapy lekcji:

1) Organizacyjne:

Witam chłopaki i goście naszej lekcji. Dziś musimy pamiętać, co wiemy o "Kwantach światła" i nauczyć się, jak wykorzystać zdobytą wiedzę do rozwiązywania problemów.

Na egzaminie z fizyki profesor wpisuje równanie E = h ν i pyta studenta:

Co to jest v?

Stałe deski!

- I H?

- Wysokość tego paska!

2) Sprawdzanie pracy domowej:

W domu trzeba było powtórzyć temat „Kwanty światła”.

Jeśli ktoś wątpi w swoją wiedzę, to w trakcie tej rozmowy

Możesz podsumować niektóre punkty na ten temat.

Proszę o odpowiedź na następujące pytania:

(Wraz z pokazem slajdów na ten temat)

1) Co wiesz o strukturze światła? Kiedy światło pokazuje jakie właściwości?

2) Jaka jest istota hipotezy Plancka?

3) Co to jest efekt fotoelektryczny?

4) Istota praw efektu fotoelektrycznego.

5) Jak oszacować wartość energii kinetycznej elektronów?

6) Istota teorii Einsteina.

7) Jak wygląda równanie Einsteina na efekt fotoelektryczny?

8) Co nazywa się „czerwoną” granicą efektu fotoelektrycznego? Granica długofalowa efektu fotoelektrycznego?

9) Czym jest foton?

10) Jak określa się energię fotonu?

11) Jak wyznaczany jest pęd fotonu?

12) Jak określa się masę fotonu?

13) Jaka jest istota postulatów Bohra?

3) Przygotowanie uczniów do pracy na etapie głównym.

Przejdźmy teraz do głównej części naszej lekcji: rozwiązywania problemów. Będziemy pracować w następujący sposób: każdy z Was otrzyma treść wszystkich zadań, których rozwiązanie musimy dziś zrozumieć. Każdy z was rozwiązuje jeden z problemów, po przygotowaniu się do wyjaśnienia swojego rozwiązania, odtwarza rozwiązanie na tablicy, wyjaśnia je, a reszta chłopaków po wysłuchaniu wyjaśnienia spisuje swoje rozwiązanie obok problemu. Zacznijmy. Jeśli podczas lokalnej decyzji pojawią się pytania, podniesiesz rękę i zwrócisz się o poradę do nauczyciela.Na tym etapie jest nauczyciel – organizator, instruktor, asystent, prowadzący wszystkie zajęcia uczniów.

(Zadania są rozdzielone z uwzględnieniem możliwości uczniów, ale każdy z nich prezentuje swoje rozwiązanie przy tablicy, wyjaśniając zasadę podejścia do rozwiązania swojego problemu).

Zadania dla studentów

Rozwiązywanie problemów

1. Znajdź długość fali światła, którego energia kwantowa wynosi 3,6 ∙ 10-19 J.

2. Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla wolframu wynosi 2,76 ∙ 10-7 m. Oblicz funkcję pracy elektronu z wolframu

3. Energia fotonu wynosi 6,4∙10-19 J Określ częstotliwość drgań tego promieniowania, masę fotonu i jego pęd.

4. Gdy metal jest oświetlony światłem o częstotliwości 5 ∙ 10 14 Hz, fotoelektrony są uwalniane. Jaka jest funkcja pracy fotoelektronów z metalu przy maksymalnej energii kinetycznej elektronów 1,2 eV?

5. Funkcja pracy elektronów z sodu wynosi 3,63 ∙ 10-19 J. Czy po napromieniowaniu sodu promieniowaniem widzialnym wystąpi efekt fotoelektryczny?

6. Efekt fotoelektryczny tego metalu zaczyna się przy częstotliwości światła 6 ∙ 10 14 Hz. Znajdź częstotliwość promieniowania padającego na powierzchnię metalu, jeśli elektrony emitowane z powierzchni są całkowicie zatrzymane przez różnicę potencjałów 3 V.

7. Jaka jest maksymalna prędkość elektronów wyrzucanych z powierzchni platyny napromieniowanej światłem o długości fali 100 nm? Funkcja pracy elektronów z platyny wynosi 5,3 eV

8. Jeżeli powierzchnie metalowe są naprzemiennie oświetlane promieniowaniem o długości fali 350 i 540 nm, to maksymalne prędkości fotoelektronów będą się różnić dwukrotnie. Określ funkcję pracy elektronów dla tego metalu?

9. Znajdź napięcie blokujące dla elektronów, gdy metal jest oświetlony światłem o długości fali 330 nm, jeśli czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla metalu wynosi 620 nm.

10. Gdy metalowa płytka jest oświetlona światłem monochromatycznym, napięcie blokujące wynosi 1,6 V. Jeśli częstotliwość padającego światła jest podwojona, napięcie blokujące wynosi 5,1 V. Określ funkcję pracy elektronów z tego metalu.

11. Promieniowanie o długości fali 250 nm pada na pojedynczą kulkę niklu o promieniu 0,5 cm. Jaki jest maksymalny ładunek, jaki otrzyma piłka?

12. Jaką długość fali należy skierować na powierzchnię cynku, aby maksymalna prędkość fotoelektronów wynosiła 2000 km/s? Czerwona granica efektu fotoelektrycznego dla cynku wynosi 0,35 μm?

13. Poziomy energii elektronu w atomie wodoru podane są wzorem

Pl \u003d - 13,6 / n 2 (eV), gdzie n = 1, 2, 3… Kiedy atom przechodzi ze stanu E 2 do stanu E 1 atom emituje foton. Na powierzchni fotokatody foton wybija fotoelektron. Długość fali światła odpowiadająca czerwonej granicy efektu fotoelektrycznego dla materiału powierzchni fotokatody,λcr =300nm. Jaki jest maksymalny możliwy pęd fotoelektronu?

4) Etap przyswajania nowej wiedzy i metod działania

Zastosowana metoda niezależna praca uczniów w połączeniu z rozmową z nauczycielem o poprawności zadań. Taki system zadań zastosowano, gdy zapewniony jest stopniowy wzrost złożoności zadań w ich realizacji. Wyniki swoich działań chłopaki przedstawiają na zasadzie prostego do złożonego.

5) Etap pierwotnej weryfikacji zrozumienia tego, co było badane.

W trakcie lekcji nauczyciel sprawdza i koryguje działania uczniów, identyfikuje luki w pierwotnym zrozumieniu materiału oraz eliminuje niejasności w zrozumieniu przez uczniów przerabianego materiału. Stwarzane są warunki do pojmowania wiedzy w formie aktywności. Eliminowane są luki w zrozumieniu i stosowaniu nowego materiału.

6) Etap utrwalania nowej wiedzy i metod działania:

Aktywność studentów jest zorganizowana tak, aby rozwijać zdobytą wiedzę i metody działania poprzez ich zastosowanie w sytuacjach według modelu iw sytuacjach zmienionych. Opracowywany jest algorytm badanych reguł. Uczniowie rozpoznają i odtwarzają badane obiekty poznawcze Stosuję pytania wymagające aktywności intelektualnej, samodzielnejaktywność psychiczna. W ten sposób udzielam uczniom dozowanej pomocy.

7) Etap stosowania wiedzy i metod działania.

Organizuję zajęcia uczniów, aby zastosować wiedzę w zmienionych sytuacjach, stymulować samodzielność uczniów w wykonywaniu zadań bez obawy popełnienia błędu, uzyskania błędnej odpowiedzi, Zachęcam studenta do chęci zaproponowania własnego sposobu rozwiązania problemu, ponieważ proponuje się do pracy zadania otwarte, przyczyniam się do pogłębiania wiedzy.

8) Etap generalizacji i systematyzacji wiedzy

Zapewniam tworzenie uogólnionych koncepcji wśród uczniów, organizuję zajęcia uczniów w celu przełożenia indywidualnej wiedzy i metod działania na integralne systemy wiedzy i umiejętności. Aktywność studentów polegająca na włączeniu części w całość jest aktywna i produktywna, co prowadzi do usystematyzowania wiedzy.

9) Etap kontroli i samokontroli wiedzy i metod działania.

Nauczyciel identyfikuje braki w wiedzy, sprawdza sposób myślenia uczniów, poprawność i głębię wiedzy, ich świadomość. Analiza ta jest przeprowadzana w momencie prezentacji swojej pracy całej klasie. Tutaj obserwuje się aktywną aktywność całej klasy w trakcie sprawdzania ogólnie ukształtowanych umiejętności edukacyjnych. Na tym etapie chłopaki zadają sobie nawzajem pytania, aby zrozumieć zdobytą wiedzę i umiejętności.

10) Etap korekty wiedzy i metod działania.

Organizuję zajęcia uczniów, aby skorygować ich zidentyfikowane braki, organizując przejście z niższego na wyższe wysoki poziom przyswajanie wiedzy, komplikując na każdym etapie proponowane zadania i poziom ich rozwiązania.

11) Etap informacyjny pracy domowej.

Przygotuj się do egzekucji zadanie testowe na temat „Kwanty światła”. Zadania testowe będą odpowiadały zadaniom oferowanym w ramach Unified State Examination jako KIM.

12) Etap podsumowania wyników lekcji.

Jestem zadowolona z pracy klasy i każdego ucznia indywidualnie.Dziękuję za pracę. Mam nadzieję, że nie odpowiesz na pytanie, co to jest „nude”: „stała Plancka”, a co to „ASH”, będziesz wiedział na pewno, że nie jest to wysokość stałej Plancka.

13) Etap refleksji.

Test teoretyczny efektu fotoelektrycznego na następną lekcję.

Numer opcji 1

Numer opcji 2

1. Które z poniższych wyrażeń odpowiada pędowi fotonu?

jeden). hv, 2). h/λ, 3). mc 2

1. Które z poniższych wyrażeń odpowiada energii fotonu?

jeden). hv, 2). h/λ, 3). hv/ c 2

2. Czy foton odpowiadający światłu fioletowemu lub czerwonemu ma najwyższą energię?

3). Energie obu fotonów są takie same.

2. Czy foton odpowiadający światłu fioletowemu lub czerwonemu ma najmniejszy pęd?

jeden). Czerwony. 2). Fioletowy.

3). Oba fotony mają ten sam pęd.

3. Jak zmieni się maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów podczas efektu fotoelektrycznego, jeśli częstotliwość padającego światła wzrośnie bez zmiany natężenia padającego światła?

3). Nie zmieni się.

3. Jak zmieni się fotoprąd nasycenia podczas efektu fotoelektrycznego, jeśli natężenie padającego światła zostanie zmniejszone?

jeden). wzrośnie. 2). zmniejszą się.

3). Nie zmieni się

4. Jak zmieni się fotoprąd nasycenia podczas efektu fotoelektrycznego, jeśli natężenie padającego światła zostanie podwojone?

jeden). Zwiększy się 4 razy. 2). Zmniejsz 2 razy. 3). Zwiększy się 2 razy.

4. Jak zmieni się maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów podczas efektu fotoelektrycznego, jeśli częstotliwość padającego światła zmniejszy się 4 razy bez zmiany natężenia padającego światła?

jeden). Zwiększy się 2 razy. 2). Zmniejsz 2 razy. 3). Zmniejsz o 4 razy

5. Z efektem fotoelektrycznym zależy funkcja pracy elektronu z metalu

B. Od rodzaju metalu i jakości jego obróbki.

Prawidłowe odpowiedzi to:

jeden). Tylko B. 2) A i B 3) A 4) C.

5. Energia kinetyczna elektronów wybitych z metalu podczas efektu fotoelektrycznego nie zależy

A. Z częstotliwości padającego światła.

B. Od intensywności padającego światła

B. Z obszaru oświetlanej powierzchni.

Które stwierdzenia są poprawne?

jeden). B i C. 2) A i B 3) A i C 4) B i C.

6. W przypadku efektu fotoelektrycznego różnica potencjałów opóźniających nie zależy

A. Z częstotliwości padającego światła.

B. Od intensywności padającego światła

B. Od kąta padania światła.

Które stwierdzenia są poprawne?

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

6. Z efektem fotoelektrycznym liczba elektronów wybijanych przez światło monochromatyczne z metalu w jednostce czasu nie zależy

A. Z częstotliwości padającego światła.

B. Od intensywności padającego światła

B. Z funkcji pracy elektronów z metalu.

Prawidłowe odpowiedzi to:

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

7. Intensywność światła padającego na fotokatodę zmniejszyła się dziesięciokrotnie. W tym samym czasie (oś) zmniejszyła się

1. Maksymalna prędkość fotoelektronów.

2. Maksymalna energia fotoelektrony

3. Liczba fotoelektronów

4. Maksymalny pęd fotoelektronów

7. Jak zmieni się opóźniająca różnica potencjałów wraz ze wzrostem częstotliwości padającego światła?

1. Zmniejsz

2. Zwiększenie

3. Nie zmieni się

8. Funkcja pracy dla materiału katody fotokomórki próżniowej wynosi 1,5 eV. Katoda oświetlana jest światłem monochromatycznym, w którym energia fotonów wynosi 3,5 eV. Jakie jest napięcie blokujące, przy którym zatrzyma się fotoprąd?

jeden). 1,5 V. 2). 2.0V 3). 3,5 V 4) 5,0 V

8. Funkcja pracy dla materiału płyty wynosi 2 eV. Płytka oświetlana jest światłem monochromatycznym. Jaka jest energia fotonów padającego światła, jeśli maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów wynosi 1,5 eV?

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