Embedded Files
Примеры решения задач на явление фотоэффекта.
1. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода
. При облучении катода светом с длиной волны фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом
. Определите длину волны .
Решение.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
(1).Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода:
(2).Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле:
(3).Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем:
.Ответ:
.
2. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно
нм и нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались в
раза. Какова работа выхода с поверхности металла?
Решение.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта в первом опыте:
. (1)Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта во втором опыте:
. (2)Отношение максимальных скоростей фотоэлектронов:
. (3) Решая систему уравнений (1)—(3), получаем:
. Ответ:
.
3. Источник в монохроматическом пучке параллельных лучей за время
излучает фотонов. Лучи падают по нормали на площадку и создают давление
. При этом фотонов отражается, а поглощается. Определите длину волны излучения.
Решение.
Выражение для давления света
. (1)Формула (1) следует из:
и .Формулы для изменения импульса фотона при отражении и поглощении лучей
, , число отраженных и поглощенных фотонов. Тогда выражение (1) принимает вид
. Для импульса фотона
. Выражение для длины волны излучения
Ответ:
.Задачи для самостоятельного решения.
1. Наибольшая длина волны, при которой происходит фотоэффект, для вольфрама 0,275 мкм. Найти работу выхода электронов из металла, наибольшую скорость электронов, вырываемых из вольфрама светом с длиной волны 0,18мкм, наибольшую энергию этих электронов.
2. На металлическую пластину падает свет длиной волны 600 нм. Фототок прекращается при задерживающем напряжении 1,5 В. Определить работу выхода электронов из этого металла.
3. Наибольшая длина волны, при которой происходит фотоэффект, для металла 0,7 мкм. Найти работу выхода электронов из металла, наибольшую скорость электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны 0,45 мкм, наибольшую энергию этих электронов.
4. Фотокатод облучают светом с длиной волны 300 нм. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода равна 450 нм. Какое напряжение нужно приложить между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился?
5. При облучении металла светом с длиной волны 245 нм наблюдается фотоэффект. Работа выхода металла равна 2,4 эВ. Рассчитайте величину задерживающего напряжения, которое нужно приложить к металлу, чтобы уменьшить максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов в 2 раза?
6. При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличивается в 3 раза. Длина волны первоначально падающего света равна 500 нм. Чему равна частота света, соответствующая красной границе?
7. Фотокатод освещается светом с частотой 10 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 0,0002 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружности. Максимальный радиус окружности 2 см. Чему равна работа выхода электронов из металла?
Page updated
Google Sites
Report abuse