- Преподавателю
- Физика
- Решение задач по теории фотоэффекта
Решение задач по теории фотоэффекта
Раздел | Физика |
Класс | 11 класс |
Тип | Конспекты |
Автор | Шихсафиев Н.Ш. |
Дата | 21.02.2016 |
Формат | rar |
Изображения | Есть |
Тема урока.
Решение задач по теории фотоэффекта.
Цел урока. Научить учащихся решать задачи с использованием
уравнения Эйнштейна для фотоэффекта, а также рассчитать энергию, импульс фотона и красная граница фотоэффекта.
Задача1
Монохроматический свет длиной волны λ = 450 нм падает на поверхность натрия.
Определите: 1) энергию E фотона этого света;
2) модуль импульса p фотона падающего света;
3) красную границу νmin фотоэффекта для натрия;
4) максимальную кинетическую энергию Emax фотоэлектронов.
Решение.
1. E =; ; Е =;
Е= =4,4·10-19Дж.
2. p = ;
p = =1, 5·10-27 .
3.; =
=5,6·1014Гц.
4.;
=4,4·10-19Дж -3,7· =0,7·10-19Дж
Ответ: Е=4,4·10-19Дж; p =1,5·10-27
=5,6·1014Гц;0,7·10-19Дж.
Дано:
=450 нм = 4,5·
Авых = 3,7·
с = 3·
h = 6,63·
E =? р =?
Задача 2.
Определите энергию E фотона для излучения частотой ν = 5,4·1014Гц.
Решение.
-
E =;
Е= 6,63·5,4·1014Гц =
=35,8·10-20Дж= 3,58·10-19Дж.
Ответ: Е=3,58·10-19Дж;
Дано:
ν = 5,4·1014Гц
h = 6,63·
Е=?
Задача 3.
Определите модуль импульса p фотона, соответствующего излучению дли-
ной волны λ = 600 нм.
Решение.
p = ; р= =1,105·10-27
Ответ: р =1,105·10-27
Дано:
=600 нм = 6,0·
h = 6,63·
р=?
Задача 4.
Определите модуль максимальной скорости vmax фотоэлектронов, выле-
тевших с поверхности цинка при освещении его ультрафиолетовым излучением длиной волны λ = 300 нм.
Решение.
; ;
= - ;
-
= -
==
Ответ
Дано:
=300 нм = 3,0·
h = 6,63·
Aвых =5,92·10-19 Дж
с = 3·
m =9,1·10-31 Кг
max = ?
Производим вычисления.
=
=39,5·104..
Ответ: 39,5·104..
Задача 5.
Определите красную границу νmin фотоэффекта для некоторого металла, если работа выхода электрона из него Aвых = 3,3 ·10-19 Дж.
Решение.
= ; = =4,98·1014 Гц
Ответ: 4,98·1014 Гц
Ответ: Е=3,58·10-19Дж;
Дано:
Aвых = 3,3 ·10-19 Дж.
h = 6, 63·
=?
Задача 6.
Определите длину волны λ ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность цинка, при которой модуль максимальной скорости вылетающих фотоэлектронов составляет vmax = 800 км/c .
Решение.
; ;
h =;
Вычисления.
=2, 3·10-7м
Ответ =2, 3·10-7м
Дано:
max = 800 км/с = 8·105 м/с
h = 6, 63·
Aвых =5, 92·10-19 Дж
с = 3·
m =9, 1·10-31 Кг
=?
Задача 7.
На металлическую пластину падает монохроматический свет длиной волны
λ = 0,413 мкм. Определите работу выхода Aвых, если задерживающее напряжение Uз = 1,0 В.
Дано:
Решение.
; ;
=еUз; Авых = - eUз
Вычисления.
Авых = - 1,6·10-19 ·1,0 (Дж)
=(4,4 -1,6) ·10-19 (Дж) =2,8·10-19 Дж =
= 1,75 эВ
Ответ: Авых = 1,75эВ
1эВ = 1,6 ·10-19 Дж
λ = 0,413 мкм =4,13·10-7м
Uз = 1,0 В
h = 6, 63·
е =1,6·10-19 Кл
с = 3·
Авых =?
Задача 8.
Определите длину волны λ электромагнитного излучения, которым облучают вольфрамовую пластинку, если известно,что фотоэлектроны с максимальной кинетической энергией Еmax проходят без отклонения область однородных взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей. Модуль напряженности электрического поля Е=10, модуль индукции магнитного поля В = 10 мТл.
Решение.
; ;
= =
e·E = e·B·; ; =106 (м/с)
Вычисления.
м
Ответ
Дано:
Е=10= 104
В =10 мТл = 10-2 Тл
E B
h = 6,63·
Aвых =7,2·10-19 Дж
с = 3·
m =9,1·10-31 Кг
= ?
е - модуль заряда электрона =1,6·10-19 Кл
Fл -сила Лоренца. Fл = e·B·; F - сила, действующая со стороны электрического поля на электрон. F = e · E
Ответ. λ =1,7·10-7 м
Условия задач взята из учебника ФИЗИКА 11 класса В.В. Жилко, Л.Г. Маркович, Минск «Народная асвета» 2014