Самостоятельная работа по теме "Фотоэффект"

Самостоятельная работа по теме

ФОТОЭФФЕКТ

ВАРИАНТ «А»

1. Определить красную границу фотоэффекта для платины.

2. Наибольшая длина волны света, при которой наблюдается фотоэффект для калия 6,2 ∙ 10^-5 см. Найти работу выхода электронов из калия.

3. Определить наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия, при освещении его светом с длиной волны 400 нм.

4. Найти работу выхода электрона с поверхности некоторого материала, если при облучении этого материала желтым светом скорость выбитых электронов равна 0,28 ∙ 10⁶ м/с. Длина волны желтого света равна 590 нм.

5. Какой кинетической энергией обладают электроны, вырванные с поверхности меди, при облучении ее светом с частотой 6 ∙ 10¹⁶ Гц?

6. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные из оксида бария, при облучении светом частотой 1 ПГц?

7. Какой длины волны надо направить свет на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2 Мм/с?

8. Наибольшая длина волны света, при которой происходит фотоэффект для вольфрама, 0,275 мкм. Найти работу выхода электронов из вольфрама? наибольшую скорость электронов, вырываемых из вольфрама светом с длиной волны 0,18 мкм? наибольшую энергию этих электронов.

ВАРИАНТ «В»

1. На металлическую пластину падает монохроматический свет длиной волны λ = 0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающем напряжении 0,95 В. Определить работу выхода электронов с поверхности пластины.

2. При фотоэффекте с поверхности серебра задерживающий потенциал оказался равным 1,2 В. Вычислить частоту падающего света.

3. Рентгеновская трубка работает под напряжением 60 кВ. Определить максимальную энергию фотона рентгеновского излучения и максимальную длину волны этого излучения.

4. Если поочередно освещать поверхности металлов излучением с длинами волн 350 и 540 нм, то максимальные скорости фотоэлектронов будут отличаться в два раза. Определить работу выхода электрона для этого металла.

5. Красная граница фотоэффекта для металла 6,2 ∙ 10^-5 см. Найти величину запирающего напряжения для фотоэлектронов при освещении металла светом с длиной волны 330 нм.

6. К вакуумному фотоэлементу, у которого катод выполнен из цезия, приложено запирающее напряжение 2 В. При какой длине волны падающего на катод света появится фототок.

7. Какое запирающее напряжение надо подать, чтобы электроны, вырванные ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм из вольфрамового катода, не могли создать ток в цепи?

8. Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если самые «жесткие» лучи в ее рентгеновском спектре имеют частоту ν = 10¹⁹ Гц?

ВАРИАНТ «С»

1. Найти длину волны, света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию 4,5 ∙ 10^-16 Дж, а работа выхода электрона из металла равна 7,5 ∙ 10^-19 Дж.

2. Уединенный цинковый шарик облучают монохроматическим светом длиной волны 4 нм. До какого потенциала зарядится шарик? Работа выхода электрона из цинка равна 4,0 эВ.

3. Какая часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если небольшая скорость электронов, вырванных с поверхности цинка, составляет 10⁶ м/с? Красная граница фотоэффекта для цинка соответствует длине волны 290 нм.

4. На поверхность металла падает поток излучения с длиной волны 0,36 мкм, мощность которого 5 мкВт. Определить силу фототока насыщения, если 5% всех падающих фотонов выбивают из металла электроны.

5. При освещении поверхности некоторого металла фиолетовым светом с длиной волны 0,40 мкм выбитые светом электроны полностью задерживаются запирающим напряжением 2,0 В. Чему равно запирающее напряжение при освещении того же металла красным светом с длиной волны 0,77 мкм?

6. Для измерения постоянной Планка катод вакуумного фотоэлемента освещается монохроматическим светом. При длине волны излучения 620 нм ток фотоэлектронов прекращается, если в цепь между катодом и анодом включить задерживающий потенциал не меньше определенного значения. При увеличении длины волны на 25% задерживающий потенциал оказывается на 0,4 В меньше. Определить по этим данным постоянную Планка.

ОТВЕТЫ:

ВАРИАНТ «А»

1. 2,34 ∙ 10^-7 м. 2. 3,2 ∙ 10^-19 Дж. 3. 6,5 ∙ 10⁵ м/с. 4. 3,02 ∙ 10^-19 Дж. 5. 3,93 ∙ 10^-17 Дж. 6. 3,14 эВ. 7. 94,4 нм. 8. 7,2 ∙ 10^-19 Дж; 9,1 ∙ 10⁵ м/с; 3,8 ∙ 10^-19 Дж.

ВАРИАНТ «В»

1. 2 эВ. 2. 1,43 ∙ 10¹⁵ Гц. 3. 6,104 эВ; 2,1 ∙ 10^-11 м. 4. 2,84 ∙ 10^-19 Дж. 5. 1,76 В. 6. 330 нм. 7. 7,9 В. 8. 4,1 ∙ 10⁴В.

ВАРИАНТ «С»

1. 250 нм. 2. 308,5 В. 3. 60%. 4. 7,27 ∙ 10^-18 А. 5. 0,51 В.