задачи по фотоэффекту

А34.
При
освещении
катода
вакуумного
фотоэлемента
потоком
монохроматического света происходит выбивание фотоэлектронов. Как изменится
максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты
падающего на катод света в 2 раза?
1) не изменится
2) увеличится в 2 раза
3) увеличится более, чем в 2 раза
4) увеличится менее, чем в 2 раза
Ек1=hv-A;
Ек2=2hv-A если увеличение в 2 раза, то было бы Ек2=2 Ек1=2hv-2A
Задача2. Дана частота света v=3*1014 Гц и работа выхода А в эв. Частоту увеличили в 2 раза
(v2=2v=6*1014 Гц) Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
1.
2.
3.
4.
Не изменилась так как нет ф/эф
Увели более чем 2р
Увелич в 2 р
Уменш в2р
Сначала проверка есть ли ф/эф если hv2 /1,6 * 10-19 < А тогда будет1(нет фэф)
Иначе 2
А23 На рисунке приведены варианты графика зависимости
максимальной энергии фотоэлектронов от энергии
падающих на фотокатод фотонов. В каком случае
график соответствует законам фотоэффекта?
1) 1
Ек2=2hv-A
2) 2
3) 3
Еk,max
4) 4
1
2
3
4
0
h
вид y=kx-b пересечение с осью оу в точке –b = -A (тк х=0 у=-b)
A23
Фотоны с энергией 2,1 эВ вызывают фотоэффект с поверхности цезия, для которого
работа выхода равна 1,9 эВ. Чтобы максимальная кинетическая энергия
фотоэлектронов увеличилась в 2 раза, нужно увеличить энергию фотона на
1) 0,1 эВ
2) 0,2 эВ
3) 0,3 эВ
4) 0,4 эВ
Е1=А+Ек1; Е2=А+2Ек1; Е2- Е1= А + 2Ек1 – А - Ек1= Ек1 = Е1-А
A29
Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны кр = 600 нм. При
освещении этого металла светом длиной волны  максимальная кинетическая энергия выбитых из
него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света. Какова длина волны  падающего
света?
1) 133 нм
2) 300 нм
3) 400 нм
4) 1200 нм
Ответ 2 задача на красную границу
Ответ 2
А25-егэ2012
Длина волны света лямбда 0,5лямбдакр
0,25лямбдакр
Запирающее напряжение ?
U0
Uз
Екmax пропроц частоте, обратно пропорц длине волны - равно e*Uз
Длина волны ум2р – частота ув2р – Екmax ув2р – Uз ув 2 раза = U0/2
С4 При облучении металла светом с длиной волны 245 нм наблюдается
фотоэффект. Работа выхода электрона из металла равна 2,4 эВ. Рассчитайте
величину напряжения, которое нужно приложить к металлу, чтобы уменьшить
максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов в 2 раза.
1)
2)
3)
Содержание правильного ответа
Балл
Записано уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
mv12
hc
h = Aвых + EК или
= Aвых +
, где v1 – скорость движения
2
λ
электронов после вырывания с поверхности металла.
Записана формула для расчета работы электрического поля при
описании движения фотоэлектрона: A = qUз.
h c
mv12
  A вых 

2 ,
Решена система двух уравнений:  λ
mv 2 2
h c
 λ  qU з  2
1
1
1
4)
где v2 – скорость движения электронов под влиянием
электрического поля.
Выполнены математические преобразования, получен ответ в общем
3  hc

 A вых  и правильный числовой ответ:
виде: Uз =

4q  λ

Uз = 2 В.
Ответ неправильный
Максимальный балл
1
0
4
Задача С4 считается решенной, если набрано не менее 3 баллов.
С4
В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен
конденсатор емкостью С = 8000 пФ. При длительном освещении катода светом c частотой
 = 1015 Гц фототок, возникший вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция
А = 4,4210–19 Дж. Какой заряд q при этом оказывается на обкладках конденсатора?
Один из вариантов решения задачи
и указания по оцениванию
(допускается иная запись или ход решения, приводящие к правильному ответу)
Элементы ответа:
1) Записано уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
m v2
hν = A +
.
2
2) Записано выражение для запирающего напряжения
m v2
eU =
.
2
3) Записано выражение, связывающее разность потенциалов на
обкладках конденсатора с электрическим зарядом на них
q
U= .
C
4) Получено выражение для расчета заряда на обкладках
конденсатора и получено его числовое значение
C
q = (hν – A) . q ≈ 1,1∙10–8 (Кл) = 11 (нКл).
e
Решение правильное и полное, включающее все приведенные
выше элементы (рисунок не обязателен)
Решение включает 1-й, 2-й и 3-й из приведенных выше
элементов
Решение неполное, включает 1-й и 2-й или 1-й и 3-й из
приведенных выше элементов
Все элементы записаны неверно или записан правильно только
один элемент (1-й, 2-й или 3-й)
Максимальный балл
Баллы
3
2
1
0
3
C5
Фотоны, имеющие энергию 5 эВ, выбивают электроны с поверхности металла.
Работа выхода электронов из металла равна 4,7 эВ. Какой максимальный импульс
приобретает электрон при вылете с поверхности металла?
Образец возможного решения
Согласно закону фотоэффекта, кинетическая энергия фотоэлектронов,
mv 2
2 Ek
Ек = h – A; Ек =
, р = mv. Следовательно, р = m
= 2mEк =
m
2
2mh   A .
р=
C5
2  9,11031   5  4, 7  1019  3·10–25 (кгм/с).
Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,4210–19 Дж), освещается светом с длиной
волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с
индукцией 8,310–4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный
радиус окружности, по которой движутся электроны?
Ответ:
Образец возможного решения
mv 2
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: h  A 
.
2
Уравнение, связывающее на основе второго закона Ньютона силу Лоренца,
действующую на электрон, с величиной центростремительного
mv 2
ускорения: evB 
.
R
 с

2 m h  A 
 λ

Решая систему уравнений, получим ответ в общем виде: R 
.
eB
Ответ в числовой форме: R  4,710–3 м.
Дополнительно смотри http://www.pandia.ru/text/78/091/36820.php
http://physik.ucoz.ru/index/fotoehffekt_korpuskuljarno_volnovoj_dualizm/0-323