|
5.1. Корпускулярно-волновой дуализм 5.1.1. Гипотеза М. Планка о квантах. Формула Планка 5.1.2. Фотоны. Энергия фотона |
| 18021 ЭВ-302 На площадку падает зелёный свет от лазера. Лазер заменяют на другой, который генерирует красный свет. Мощность излучения, падающего на площадку, в обоих случаях одна и та же. Как меняется в результате такой замены число фотонов, падающих на площадку в единицу времени? Укажите закономерности, которые Вы использовали при обосновании своего ответа. |
|
| 18306 Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 600 нм равна P = 2 мВт. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с. |
|
| 22764 E74B94 На сетчатку глаза человека падает 135 фотонов за 3 с. Мощность поглощённого сетчаткой света равна 1,98·10–17 Вт. Определите длину волны света. Ответ запишите в нанометрах. |
|
| 2014-405 Рентгеновская трубка, работающая при напряжении U = 28 кВ, излучает ежесекундно n =2·1020 фотонов частотой ν =2,3·1017 Гц. Сила тока через трубку I =10 А. Определите коэффициент полезного действия трубки. |
|
| 75AB28 63F984 Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3·10–7 м используется для нагревания воды массой 1 кг. Сколько времени потребуется для нагревания воды на 10 оС, если источник за 1 с излучает 1020 фотонов? Считать, что излучение полностью поглощается водой. |
|
| 18201 Э-2015-349 Излучением лазера с длиной волны 3,3·10−7 м за время 1,25·104 с был расплавлен лёд массой 1 кг, взятый при температуре 0 °С, и полученная вода была нагрета на 100 °С. Сколько фотонов излучает лазер за 1 с? Считать, что 50% излучения поглощается веществом. |
|
| 5.1.2. Импульс фотона |
| 17986 Э-2015 При изучении давления света проведены два опыта с одним и тем же лазером. В первом опыте свет лазера направляется на пластинку, покрытую сажей, а во втором – на зеркальную пластинку такой же площади. В обоих опытах пластинки находятся на одинаковом расстоянии от лазера и свет падает перпендикулярно поверхности пластинок. Как изменится сила давления света на пластинку во втором опыте по сравнению с первым? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. |
|
| F1071D 517253 Образец, содержащий радий, за 1 с испускает 3,7 · 1010 α-частиц. За 1 ч выделяется энергия 100 Дж. Каков средний импульс α -частицы? Масса α -частицы равна 6,7 · 10-27 кг. Энергией отдачи ядер, γ-излучением и релятивистскими эффектами пренебречь. |
|
| 28ABF8 Источник в монохроматическом пучке параллельных лучей за время Δt = 8·10–4 с излучает N = 5·1014 фотонов. Лучи падают по нормали на площадку S = 0,7 см2 и создают давление P = 1,5·10–5 Па. При этом 40% фотонов отражается, а 60% поглощается. Определите длину волны излучения. |
|
| 264BDB 7640D4 π0-мезон массой 2,4·10–28 кг распадается на два γ-кванта. Найдите модуль импульса одного из образовавшихся γ-квантов в системе отсчета, где первичный π0 -мезон покоится. |
|
| 721888 F3F56F Свободный пион (π0-мезон) с энергией покоя 135 МэВ движется со скоростью V, которая значительно меньше скорости света. В результате его распада образовались два γ-кванта, причём один из них распространяется в направлении движения пиона, а другой – в противоположном направлении. Энергия одного кванта на 10% больше, чем другого. Чему равна скорость пиона до распада? |
|
| К-2012-46 На большом адронном коллайдере (БАК) в конце 2009 года проведены первые эксперименты по ускорению протонных сгустков, содержащих N = 20 миллиардов частиц, до энергии Ep = 1,18 ТэВ = 1180 ГэВ, приходящейся на каждый протон. Представим себе, что такой сгусток полностью поглощается шариком массой m = 1 г и теплоемкостью C = 5 Дж/К. Какую скорость приобретет после этого шарик и на сколько градусов он нагреется? |
|
| 5.1.3. Фотоэффект. Опыты А.Г. Столетова. Законы фотоэффекта |
| 1 закон фотоэффекта |
|
|
|
|
2 закон фотоэффекта 3 закон фотоэффекта |
 К-2012-47 Маленький незаряженный металлический шарик, подвешенный на непроводящей нити в вакууме около большой вертикальной заземленной металлической плоскости (см. рисунок), начинают облучать узким пучком монохроматического света, длина волны которого находится в видимом диапазоне. Опишите, как может в дальнейшем изменяться угол наклона нити к вертикали. Силами светового давления можно пренебречь, длина нити подвеса намного больше радиуса шарика, и превышает расстояние от точки подвеса до плоскости.
|
|
| 5.1.4. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта |
| К-2013-32 Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны l = 3·10–7 м, если красная граница фотоэффекта lкр = 540 нм? |
|
| 72FC65 Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода) сосуда, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е = 5·104 В/м. До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь S = 5·10–4 м? Релятивистские эффекты не учитывать. |
|
| 18486 CF6142 Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны λ = 531 нм. Каков максимальный импульс фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Aвых = 1,73·10−19 Дж? |
|
 83BB19 В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью Р = 0,21 Вт падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова частота ν падающего света, если в среднем один из 30 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон? |
|
| 18954 DD17C6 Фотокатод облучают светом с длиной волны λ = 200 нм. «Красная граница» фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 290 нм. Какое напряжение U нужно создать между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился? |
|
| 18573 117334 Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из металла под действием света, равна 1,2 эВ. Если уменьшить длину волны падающего света в 2 раза, то максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из этого же металла, станет равной 3,95 эВ. Определите энергию падающих фотонов в первом случае. |
|
| 17517 5BF1E9 При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная частота падающего света была равна 0,75·1015 Гц. Какова длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла? |
|
| 29.72. 22687 5BD390 Кванты света с длиной волны 660 нм вырывают с поверхности металла фотоэлектроны, которые описывают в однородном магнитном поле с индукцией 1 мТл окружности максимальным радиусом 2 мм. Определите работу выхода электрона из металла. |
|
 3CE1A2 Монохроматический свет частотой 6,2·1014 Гц падает на поверхность фотокатода с работой выхода 2,39 эВ. Электроны, вылетевшие с поверхности фотокатода горизонтально в северном направлении, попадают в электрическое и магнитное поля. Электрическое поле направлено горизонтально на запад, а магнитное − вертикально вверх (см. рисунок).
Индукция магнитного поля равна 10-3 Тл. При каких значениях напряжённости электрического поля самые быстрые электроны в момент попадания в область полей отклонялись бы на восток? |
|
| 18236 ED45CD 2014-365 Для увеличения яркости изображения слабых источников света используется вакуумный прибор – электронно-оптический преобразователь. В этом приборе фотоны, падающие на катод, выбивают из него фотоэлектроны, которые ускоряются разностью потенциалов ∆U = 15000 В и бомбардируют флуоресцирующий экран, рождающий вспышку света при попадании каждого электрона. Длина волны для падающего на катод света λ1 = 820 нм, а для света, излучаемого экраном, λ2 = 410 нм. Во сколько раз N прибор увеличивает число фотонов, если один фотоэлектрон рождается при падении на катод в среднем k = 10 фотонов? Работу выхода электронов Авых принять равной 1 эВ. Считать, что энергия падающих на экран электронов переходит в энергию света без потерь. |
|
| 5.1.5. Волновые свойства частиц. Волны де Бройля. Длина волны де Бройля движущейся частицы. Корпускулярно-волновой дуализм. Дифракция электронов на кристаллах |
| К-2013-68 Фотон частоты ν = 5·1018 Гц летит вдоль оси ОХ и сталкивается с электроном, при этом наблюдается рассеяние фотона на электроне (так называемый эффект Комптона). В результате рассеяния электрон приобретает скорость v = 0,2·108 м/с, а рассеянный фотон летит в направлении, противоположном направлению оси ОХ. Считая, что электрон изначально покоился, найти частоту рассеянного фотона. Какой части шкалы электромагнитных волн соответствует эта частота? |
|
| 5.1.6. Давление света. Давление света на полностью отражающую поверхность и на полностью поглощающую поверхность |
|
28ABF8 Источник в монохроматическом пучке параллельных лучей за время Δt = 8·10–4 с излучает N = 5·1014 фотонов. Лучи падают по нормали на площадку S = 0,7 см2 и создают давление P = 1,5·10–5 Па. При этом 40% фотонов отражается, а 60% поглощается. Определите длину волны излучения. |
|
|
|
||||
|
Персональный сайт учителя математики и физики Поповой Ирины Александровны | ||||
17721 AC93C2В установке по наблюдению фотоэффекта свет от точечного источника 
