Практическая работа по теме: «Фотоэффект»

Практическая работа по теме: «Фотоэффект»

Вариант 1

Начальный уровень

 

 1. Какое из приведенных ниже выражений наиболее точно опреде­ляет понятие фотоэффекта? Укажите правильный ответ.

А. Испускание электронов веществом в результате его нагре­вания.

Б. Вырывание электронов из вещества под действием света.

В. Увеличение электрической проводимости вещества под дей­ствием света.

2. Какое из приведенных ниже выражений точно определяет поня­тие работы выхода? Укажите правильный ответ.

А. Энергия, необходимая для отрыва электрона от атома.

Б. Кинетическая энергия свободного электрона в веществе.

В. Энергия, необходимая свободному электрону для вылета из вещества.

3. Какое из приведенных ниже выражений позволяет рассчитать энергию кванта излучения? Укажите все правильные ответы.

 

 

Средний уровень

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

5. К какому виду следует отнести лучи, энергия фотонов которых равна 4140 эВ?                                             

6. Найти частоту и длину волны излучения, масса фотонов кото­рых равна массе покоя электрона.

Достаточный уровень

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

8. Источник света мощностью 100 Вт испускает 5 • 10²⁰ фотонов за 1 с. Найти длину волны излучения.

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

Высокий уровень

10. 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.

11. 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.

 

 

Практическая работа по теме: «Фотоэффект»

Вариант 2

Начальный уровень

 

1. При каком условии возможен фотоэффект? Укажите все пра­вильные ответы.

2. Чему равна максимальная кинетическая фотоэлектронов, вы­рываемых из металла под действием фотонов с энергией 8 • 10 ^{- 19} Дж, если работа выхода 2 • 10 ^{- 19} Дж? Укажите все пра­вильные ответы.

А. 10 •10 ^{– 19}Дж;               Б. 6 •10 ^{– 19} Дж;                В. 5 •10 ^{– 19} Дж.

3. Укажите вещество, для которого возможен фотоэффект под дей­ствием фотонов с энергией 4,8 • 10 ^{- 19} Дж. Укажите все правиль­ные утверждения.

Средний уровень

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

5. Каков импульс фотона, энергия которого равна 3 эВ?

6. Определить длину волны лучей, фотоны которых имеют такую же энергию, что и электрон, ускоренный напряжением 4В.      

Достаточный уровень

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

8. При какой температуре атом гелия будет иметь кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы ударом возбудить атом другого химического элемента, излучающего фотоны с длиной волны 0,63 мкм? Какова средняя квадратичная скорость атома гелия при этой температуре?

9. 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.

Высокий уровень

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

11. 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?

Практическая работа по теме: «Фотоэффект»

Вариант 3

Начальный уровень

1. Какое из приведенных ниже выражений наиболее точно опреде­ляет свойства фотона? Укажите правильный ответ.

А. Частица, движущаяся с большой скоростью и обладающая массой, зависящей от скорости.

Б. Частица, движущаяся со скоростью света и обладающая массой покоя, отличной от нуля.

В. Частица, движущаяся со скоростью света, масса покоя ко­торой равна нулю.

2. Какое из выражений определяет энергию фотона? Укажите пра­вильный ответ.

3. Какой из фотонов, соответствующий красному или фиолетовому свету, имеет больший импульс? Укажите правильный ответ. А. Красному. Б. Фиолетовому. В. Импульсы обоих фотонов одинаковы.

Средний уровень

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. Зная, что длина электромагнитного излучения 5,5 • 10 ^{- 7} м, найти частоту и энергию фотона (в Дж и эВ).

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

Достаточный уровень

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

8. Какова мощность источника света, испускающего 5 • 10¹³ фотонов за 1 с? Длина волны излучения 0,1 нм.

9. Глаз после длительного пребывания в темноте способен восприни­мать свет длиной волны 0,5 мкм при помощи излучения, равного 2,1 • 10 ^{- 17} Вт. Сколько фотонов попадает при этом на сетчатку глаза за 1 с?

Высокий уровень

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

11. 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.