Монохроматический свет частотой $6{,}2 \cdot 10^{14}\ \text{Гц}$ падает на поверхность фотокатода с работой выхода $2{,}39\ \text{эВ}$. Электроны, вылетевшие с поверхности фотокатода горизонтально в…
- 1
Найдём энергию фотона в электрон-вольтах:$$E_\gamma = h\nu = 4{,}14 \cdot 10^{-15} \cdot 6{,}2 \cdot 10^{14} \approx 2{,}57\ \text{эВ}$$
- 2
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна разности энергии фотона и работы выхода:$$K_{\max} = E_\gamma - A_\text{вых} = 2{,}57 - 2{,}39 = 0{,}18\ \text{эВ}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
262ФИПИ 3E43EA№ 25Күрделі На плоскую цинковую пластинку падает электромагнитное излучение. Фотоэлектроны удаляются от поверхности пластинки на расстояние не более $8{,}75\ \text{см}$ в задерживающем однородном электрическом…
- 1
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов полностью расходуется на работу против задерживающего электрического поля.$$K_{\max}=eEd$$
- 2
Переведём расстояние в метры и найдём кинетическую энергию в электрон-вольтах:$$d=8{,}75\ \text{см}=0{,}0875\ \text{м},\qquad \frac{K_{\max}}{e}=Ed=100\cdot0{,}0875=8{,}75\ \text{В},\qquad K_{\max}=8{,}75\ \text{эВ}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
263ФИПИ 4EABE9№ 25Күрделі Электрическая лампа мощностью $60\ \text{Вт}$ испускает ежесекундно $1 \cdot 10^{19}$ фотонов. Коэффициент полезного действия лампы равен $6\%$. Определите среднюю длину волны излучения.
- 1
Мощность излучения составляет $6\%$ от мощности лампы:$$P_{\text{изл}} = \eta P = 0{,}06 \cdot 60 = 3{,}6\ \text{Вт}$$
- 2
За одну секунду лампа испускает $N = 1 \cdot 10^{19}$ фотонов, поэтому энергия бір фотона равна:$$E_{\text{ф}} = \frac{P_{\text{изл}}}{N}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
264ФИПИ 50F927№ 25Күрделі Импульс лазерного излучения длится 3 мс, в течение которых излучается $10^{19}$ фотонов. Длина волны излучения лазера равна 600 нм. Определите среднюю мощность импульса лазера.
- 1
Энергия бір фотона определяется через длину волны излучения.$$E_\text{ф} = \frac{hc}{\lambda}$$
- 2
Переведём величины в единицы СИ и найдём энергию бір фотона:
Ещё 2 қадам — толық шешімде
265ФИПИ 5765F0№ 25Күрделі На расстоянии $6\ \text{м}$ от точечного источника монохроматического излучения с длиной волны $0{,}6\ \text{мкм}$ перпендикулярно падающим лучам расположена пластинка площадью $8\ \text{мм}^2$, на…
- 1
Энергия бір фотона монохроматического излучения определяется длиной волны:$$E_\gamma = \frac{hc}{\lambda}$$
- 2
Переведём величины в единицы СИ: $\lambda = 0{,}6 \cdot 10^{-6}\ \text{м}$, $S_\text{пл} = 8 \cdot 10^{-6}\ \text{м}^2$. Энергия одного фотона равна:$$E_\gamma = \frac{6{,}6 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{0{,}6 \cdot 10^{-6}} = 3{,}3 \cdot 10^{-19}\ \text{Дж}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
266ФИПИ 83BE32№ 25Күрделі Лазер со средней мощностью импульса $1{,}1\ \text{кВт}$ излучает в импульсе $10^{19}$ фотонов с длиной волны $600\ \text{нм}$. Какова длительность импульса?
- 1
Энергия бір фотона определяется длиной волны излучения:$$E_{\text{ф}} = \frac{hc}{\lambda}$$
- 2
Переведём величины в единицы СИ: $P = 1{,}1 \cdot 10^3\ \text{Вт}$, $\lambda = 600 \cdot 10^{-9}\ \text{м}$.$$E_{\text{ф}} = \frac{6{,}63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{600 \cdot 10^{-9}} \approx 3{,}315 \cdot 10^{-19}\ \text{Дж}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
267ФИПИ 968C16№ 25Күрделі Лазер испускает световой импульс с энергией $W = 3\ \text{Дж}$ и длительностью $\tau = 10\ \text{нс}$. Свет от лазера падает перпендикулярно на плоское зеркало площадью $S = 10\ \text{см}^2$…
- 1
Импульс светового импульса связан с его энергией соотношением:$$p = \frac{W}{c}$$
- 2
При полном отражении от зеркала направление импульса света меняется на противоположное, поэтому изменение импульса по модулю в два раза больше первоначального импульса:$$\Delta p = 2p = \frac{2W}{c}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
268ФИПИ BD8A11№ 25Күрделі На плоскую цинковую пластинку ($A_{\text{вых}} = 3{,}75\ \text{эВ}$) падает электромагнитное излучение с длиной волны $0{,}3\ \text{мкм}$. На какое максимальное расстояние от поверхности пластинки…
- 1
Энергия фотона равна $E_{\gamma} = \dfrac{hc}{\lambda}$. Используем $hc \approx 1240\ \text{эВ} \cdot \text{нм}$, а длина волны $0{,}3\ \text{мкм} = 300\ \text{нм}$.$$E_{\gamma} = \frac{1240}{300}\ \text{эВ} \approx 4{,}13\ \text{эВ}$$
- 2
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна разности энергии фотона и работы выхода.$$E_{k\,\max} = E_{\gamma} - A_{\text{вых}} = 4{,}13 - 3{,}75 = 0{,}38\ \text{эВ}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
269ФИПИ EBB156№ 25Күрделі При реакции синтеза $^{2}_{1}\mathrm{H}+{}^{3}_{2}\mathrm{He}\rightarrow{}^{4}_{2}\mathrm{He}+p$ образуются ядро гелия и протон, а также выделяется энергия $E=18{,}3\ \text{МэВ}$. Какую кинетическую…
- 1
Начальным импульсом исходных ядер пренебрегаем, поэтому по закону сохранения импульса импульсы продуктов реакции равны по модулю и противоположны по направлению.$$p_p=p_{\mathrm{He}}=p$$
- 2
Кинетические энергии продуктов выразим через общий по модулю импульс.$$K_p=\frac{p^2}{2m_p},\qquad K_{\mathrm{He}}=\frac{p^2}{2m_{\mathrm{He}}}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой $\nu = 6{,}1 \cdot 10^{14}\ \text{Гц}$ падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока $I$ от…
- 1
По графику определяем силу тока насыщения: $I_\text{нас} = 2\ \text{мА} = 2 \cdot 10^{-3}\ \text{А}$.
- 2
Число электронов, выбиваемых с катода за единицу времени, связано с током соотношением:$$\frac{N_e}{t} = \frac{I_\text{нас}}{e}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
271ФИПИ 83BB19№ 26Күрделі В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью $P = 0{,}21\ \text{Вт}$ падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока $I$…
- 1
По графику максимальная сила фототока, соответствующая насыщению, равна $I_{\max}=2{,}0\ \text{мА}=2{,}0\cdot10^{-3}\ \text{А}$.
- 2
Число электронов, выбиваемых с катода за единицу времени, определяется силой тока:$$N_e=\frac{I_{\max}}{e}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
272ФИПИ 8185D1№ 32Күрделі При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для вылетающих с этой поверхности фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная длина волны…
- 1
Для фотоэффекта используем уравнение Эйнштейна, выраженное через запирающее напряжение:$$eU_\text{зап}=h(\nu-\nu_0)$$
- 2
Первоначальная частота света равна:$$\nu_1=\frac{c}{\lambda_1}=\frac{3\cdot10^8}{250\cdot10^{-9}}=1{,}2\cdot10^{15}\ \text{Гц}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
273ФИПИ 0B312DКүрделі
При облучении натриевого фотокатода светом частотой $\nu = 7{,}0 \cdot 10^{14}$ Гц запирающее напряжение для фотоэлектронов равно $0{,}6$ В. Найдите длину волны, соответствующую «красной границе»…
- 1
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта работа выхода определяется как разность энергии фотона и максимальной кинетической энергии фотоэлектронов.$$A_\text{вых} = h\nu - eU_\text{зап}$$
- 2
На красной границе фотоэффекта энергия фотона равна работе выхода: $A_\text{вых} = h\nu_0$. Поэтому пороговую частоту найдём по формуле$$\nu_0 = \nu - \frac{eU_\text{зап}}{h}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
274ФИПИ 199FBEКүрделі
Электрическая лампа мощностью $100\ \text{Вт}$ испускает ежесекундно $1 \cdot 10^{19}$ фотонов. Средняя длина волны излучения $600\ \text{нм}$. Определите коэффициент полезного действия лампы.
- 1
Энергия бір фотона определяется формулой:$$E_\text{ф} = \dfrac{hc}{\lambda}$$
- 2
Полезная мощность равна энергии излучения, испускаемой за одну секунду:$$P_\text{пол} = \dfrac{N hc}{\lambda}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
275ФИПИ 1C96FFКүрделі
На металлическую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны $\lambda = 400\ \text{нм}$. «Красная граница» фотоэффекта для металла пластинки $\lambda_{\text{кр}} = 600\ \text{нм}$. Чему…
- 1
По уравнению Эйнштейна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна разности энергии фотона и работы выхода.$$K_{\max} = \frac{hc}{\lambda} - A_\text{вых}$$
- 2
Работа выхода связана с красной границей фотоэффекта соотношением:$$A_\text{вых} = \frac{hc}{\lambda_{\text{кр}}}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
276ФИПИ 2F5762Күрделі
В таблице представлены результаты измерений максимальной энергии фотоэлектронов при двух разных значениях частоты падающего монохроматического света ($\nu_{\text{кр}}$ — частота, соответствующая…
- 1
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта с учётом работы выхода имеет вид:$$E_{\text{макс}}=h\nu-A$$
- 2
Для красной границы фотоэффекта энергия фотона равна работе выхода: $A=h\nu_{\text{кр}}$. Поэтому$$E_{\text{макс}}=h(\nu-\nu_{\text{кр}})$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
277ФИПИ 40A8A6Күрделі
«Красная граница» фотоэффекта для натрия равна $\lambda_{\text{кр}} = 540\ \text{нм}$. Каково запирающее напряжение для фотоэлектронов, вылетающих из натриевого фотокатода, освещённого светом с…
- 1
Работа выхода определяется красной границей фотоэффекта: $A_{\text{вых}} = \dfrac{hc}{\lambda_{\text{кр}}}$.
- 2
По уравнению Эйнштейна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна разности энергий фотона и работы выхода.$$eU_{\text{зап}} = \frac{hc}{\lambda} - \frac{hc}{\lambda_{\text{кр}}}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
278ФИПИ 6138C2Күрделі
Длина волны падающего света в 2 раза меньше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз уменьшится максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов, если длину волны падающего излучения…
- 1
По уравнению Эйнштейна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется разностью энергии фотона и работы выхода.$$E_{\text{к max}} = \dfrac{hc}{\lambda} - \dfrac{hc}{\lambda_0}$$
- 2
Изначально длина волны равна половине красной границы.$$\lambda_1 = \dfrac{\lambda_0}{2},\quad E_{\text{к1}} = \dfrac{2hc}{\lambda_0} - \dfrac{hc}{\lambda_0} = \dfrac{hc}{\lambda_0}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
279ФИПИ 871B1AКүрделі
Учащимся в классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно. При этом стрелка электрометра отклонилась…
- 1
После натирания эбонитовой палочкой цинковый шар получает отрицательный заряд, поскольку на него переходят электроны. Отклонение стрелки электрометра обусловлено этим зарядом.
- 2
Фотоэффект на цинке возможен только при условии $\lambda \leq \lambda_{\text{кр}} = 290\ \text{нм}$, поскольку энергия фотона должна быть не меньше работы выхода: $\dfrac{hc}{\lambda} \geq A_{\text{вых}}$.
Ещё 3 қадам — толық шешімде
280ФИПИ 95DAA2Күрделі
Металлическая пластина облучается в вакууме светом с длиной волны, равной $200\ \text{нм}$. Работа выхода электронов из данного металла равна $3{,}7\ \text{эВ}$. Вылетающие из пластины фотоэлектроны…
- 1
Найдём энергию фотона, используя приближённое значение $hc\approx1240\ \text{эВ}\cdot\text{нм}$:$$E_\gamma=\frac{hc}{\lambda}=\frac{1240}{200}=6{,}2\ \text{эВ}$$
- 2
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта определим максимальную кинетическую энергию электронов сразу после вылета из металла:$$E_{k0}=E_\gamma-A_\text{вых}=6{,}2-3{,}7=2{,}5\ \text{эВ}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде