Скорость фотоэлектронов зависит от чего: Тест по физике Световые кванты 11 класс

Тест по физике Световые кванты 11 класс

Тест по физике Световые кванты 11 класс с ответами. Тест состоит из 2 вариантов. В каждом варианте по 8 заданий.

Вариант 1

A1. Максимальная скорость фотоэлектронов зависит:

1) от частоты света и его интенсивности
2) от частоты света
3) от интенсивности
4) от рода материала

А2. Почему явление внешнего фотоэффекта имеет крас­ную границу?

1) если частота мала, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома
2) если частота большая, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома
3) если длина волны мала, то энергия кванта может оказаться недостаточной для отрыва электрона от атома
4) фотоэффект может наблюдаться только при воздействии красного света

А3. Поверхность тела с работой выхода электронов А осве­щается монохроматическим светом с частотой ν. Что опре­деляет в этом случае разность hν − А?

1) среднюю кинетическую энергию фотоэлектронов
2) максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов
3) максимальную скорость фотоэлектронов

4) красную границу фотоэффекта

А4. Наибольшая длина волны света, при которой наблю­дается фотоэффект для калия, 6,2 · 10^-5 см. Найдите ра­боту выхода электронов из калия. (Постоянная Планка 6,63 · 10^-34 Дж·с.)

1) 3,2· 10^-9 Дж
2) 3,2 · 10^-19 эВ
3) 5,14 · 10^-49 Дж
4) 3,2 · 10^-19 Дж

A5. Кто предложил ядерную модель строения атома?

1) Н. Бор
2) М. Планк
3) А. Столетов
4) Э. Резерфорд

В1. Длина волны, соответствующая красной границе фо­тоэффекта λ_к, равна 800 нм. Найдите длину волны λ при облучении фотокатода лучами, если кинетическая энер­гия выбитых электронов при этом в 3 раза больше работы выхода.

В2. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхо­да λ = 4,42 · 10¹⁹ Дж), освещается светом с частотой ν = 2 · 10¹⁵ Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно к линиям индукции этого поля и движутся по окружности, у кото­рой максимальный радиус R = 10 мм. Чему равна индук­ция В магнитного поля? (Ответ выразите в миллитеслах и округлите до одного знака после запятой.)

C1. Катод фотоэлемента освещается монохроматическим светом с длиной волны λ. При отрицательном потенциале на аноде

U₁, равном 1,6 В, ток в цепи прекращается. При изменении длины волны света в n = 1,5 раза ток в цепи прекращается при отрицательном напряжении U₂ = 3,0 В. Определите работу А выхода электронов с поверхности катода.

Вариант 2

A1. Планк предположил, что атомы любого тела испуска­ют энергию:

1) непрерывно
2) отдельными порциями
3) способами, указанными в 1 и 2, в зависимости от условий
4) атомы вообще не испускают энергию, только поглощают

А2. Энергию кванта можно рассчитать по формуле:

1) hν
2) h/λ
3) hν/c
4) mc

А3. Как называется коэффициент пропорциональности между энергией кванта и частотой излучения?

1) постоянная Больцмана
2) постоянная Авогадро
3) постоянная Планка
4) постоянная Фарадея

А4. Длинноволновая граница фотоэффекта для меди рав­на 282 нм. Найдите работу выхода электронов меди в элек­тронвольтах (эВ). (Постоянная Планка 4,14 · 10^-15 эВ·с.)

1) 2,2
2) 8,8
3) 4,4

4) 6,6

А5. Каким положениям классической физики противо­речит первый постулат Бора?

а) постулат противоречит классической механике, согласно которой энергия движущихся электронов может быть любой
б) постулат противоречит классической электроди­намике, т. е. допускает возможность ускоренного движения электронов без излучения электромаг­нитных волн

1) только а
2) только б
3) и а, и б
4) ни а, ни б

B1. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта λ_к равна 600 нм. Найдите отношение λ/λ_к, если при облучении фотокатода лучами с длиной волны λ. ки­нетическая энергия выбитых электронов оказалась в 2 раза больше работы выхода.

В2. В вакууме находятся два покрытых кальцием элек­трода, к которым подключен конденсатор емкостью С₁ = 10 000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок, возникший вначале, прекращается, а на конден­саторе появляется заряд q = 10^-8 Кл. Работа выхода элек­тронов из кальция А = 4,42 · 10¹⁹ Дж. Определите длину волны света, освещающего катод.

C1. Плоский алюминиевый электрод освещается ультра­фиолетовым светом с длиной волны λ = 83 нм. На какое максимальное расстояние l от поверхности электрода мо­жет удалиться фотоэлектрон, если вне электрода имеется задерживающее электрическое поле напряженностью

Е = 7,5 В/см? (λ_к = 332 нм.)

Ответы на тест по физике Световые кванты 11 класс
Вариант 1
А1-2
А2-1
А3-2
А4-4
А5-4
В1. 200 нм
В2. 0,8 мТл
С2. 1,9 · 10^-19 Дж
Вариант 2
А1-2
А2-1
А3-3
А4-3
А5-3
В1. 1/3
В2. 329 нм
С1. 1,5 см

Версия формата PDF
Тест Световые кванты 11 класс
(193Кб)

part1 / 3797 (3-11) / Ответы

1.

Фотоэффе́кт — это испускание электронов веществом под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Законы фотоэффекта:

Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.

Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света

(или максимальная длина волны λ₀), при которой ещё возможен фотоэффект, и если , то фотоэффект уже не происходит.

Теоретическое объяснение этих законов было дано в 1905 году Эйнштейном. Согласно ему, электромагнитное излучение представляет собой поток отдельных квантов (фотонов) с энергией hν каждый, где h — постоянная Планка. При фотоэффекте часть падающего электромагнитного излучения от поверхности металла отражается, а часть проникает внутрь поверхностного слоя металла и там поглощается. Поглотив фотон, электрон получает от него энергию и, совершая работу выхода φ, покидает металл: где — максимальная кинетическая энергия, которую имеет электрон при вылете из металла.

Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.

Фотокатод — электрод вакуумного электронного прибора, непосредственно подвергающийся воздействию электромагнитных излучений и эмитирующий электроны под действием этого излучения.

Зависимость спектральной чувствительности от частоты или длины волны электромагнитного излучения называют спектральной характеристикой фотокатода.

1. Законы внешнего фотоэффекта

1. Закон Столетова: при неизменном спектральном составе электромагнитных излучений, падающих на фотокатод, фототок насыщения пропорционален энергетической освещённости катода (иначе: число фотоэлектронов, выбиваемых из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности излучения): и

2. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.

3. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света (зависящая от химической природы вещества и состояния поверхности), ниже которой фотоэффект невозможен.

2. Теория Фаулера

Основные закономерности внешнего фотоэффекта для металлов хорошо описываются теорией Фаулера[2]. Согласно ей, после поглощения в металле фотона его энергия переходит электронам проводимости, в результате чего электронный газ в металле состоит из смеси газов с нормальным

распределением Ферми — Дирака и возбуждённым (сдвинутым на ) распределением по энергиям. Плотность фототока определяется формулой Фаулера:

где , ,  — постоянные коэффициенты, зависящие от свойств облучаемого металла. Формула справедлива при энергиях возбуждения фотоэмиссии, не превышающих значения работы выхода металла более чем на несколько электронвольт. Теория Фаулера верна только в случае падения света по нормали к поверхности.

Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твёрдых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта.

Фотопроводимостью называется увеличение электрической проводимости вещества под действием излучения.

2.

«Красная» грани́ца фотоэффе́кта — минимальная частота или максимальная длина волны света, при которой еще возможен внешний фотоэффект, то есть начальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше нуля. Частота зависит только от работы выхода электрона:

где  — работа выхода для конкретного фотокатода, h — постоянная Планка, а с — скорость света . Работа выхода зависит от материала фотокатода и состояния его поверхности. Испускание фотоэлектронов начинается сразу же, как только на фотокатод падает свет с частотой или с длиной волны .

2.3: Фотоэлектрический эффект — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

4474

• Дэвид М. Хэнсон, Эрика Харви, Роберт Суини, Тереза ​​Юлия Зелински 92s\)) следует перевести в кинетическую энергию испущенных электронов. Кроме того, количество электронов, отрывающихся от металла, должно меняться в зависимости от частоты световой волны. Эта зависимость от частоты была ожидаемой, потому что колеблющееся электрическое поле световой волны заставляет электроны в металле колебаться вперед и назад, и электроны в металле реагируют на разных частотах. Другими словами, ожидалось, что число испускаемых электронов должно зависеть от частоты, а их кинетическая энергия должна зависеть от интенсивности световой волны (при фиксированной длине волны).

  Классическое ожидание фотоэффекта заключалось в том, что число испускаемых электронов будет зависеть от частоты, а их кинетическая энергия должна зависеть от интенсивности световой волны.

  Как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\), в фотоэлектрическом эффекте наблюдается прямо противоположное поведение. Интенсивность влияет на количество электронов, а частота влияет на кинетическую энергию испускаемых электронов. Из этих зарисовок мы видим, что:

  • кинетическая энергия электронов линейно пропорциональна частоте падающего излучения выше порогового значения \(ν_0\) (ниже \(ν_0\) ток не наблюдается), а кинетическая энергия не зависит от интенсивности излучения.
  • число электронов (т. е. электрический ток) пропорционально интенсивности света (при фиксированной длине волны) и не зависит от частоты падающего излучения выше порогового значения \(ν_0\) (ниже \( ток не наблюдается). ν_0\)).
  Рисунок \(\PageIndex{1}\): Схематические рисунки, показывающие характеристики фотоэлектрического эффекта. (а) Кинетическая энергия любого одиночного испущенного электрона увеличивается линейно с частотой выше некоторого порогового значения и не зависит от интенсивности света. (b) Количество электронов, испускаемых в секунду (т. е. электрический ток), не зависит от частоты и линейно увеличивается с интенсивностью света. 2\) испущенного электрона. 9{14}\) Гц? Какова скорость этого фотоэлектрона? Из какой области электромагнитного спектра этот фотон?

  При таком анализе Эйнштейн получил значение \(h\), согласующееся со значением, полученным Планком из спектрального распределения излучения черного тела. Тот факт, что одна и та же константа квантования могла быть получена из двух очень разных экспериментальных наблюдений, был очень впечатляющим и сделал концепцию квантования энергии как для материи, так и для света убедительной. В следующих разделах мы увидим, что длина волны и импульс являются свойствами, которые также связаны как для материи, так и для света.

  ---

  Эта страница под названием 2.3: Фотоэлектрический эффект распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Дэвидом М. Хэнсоном, Эрикой Харви, Робертом Суини, Терезой Джулией Зелински через исходный контент, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

  1. Наверх
  • Была ли эта статья полезной?

  1. Тип изделия

     Раздел или Страница

     Автор

     Тереза ​​Юлия Зелински

     Лицензия

     CC BY-NC-SA

     Версия лицензии

     4,0

     Показать страницу TOC

     № на стр.

  2. Теги

     1. фотоэлектрический эффект
     2. источник@https://web. archive.org/web/20200619182410/http://www.chemeddl.org

  [Решено] Максимальная кинетическая энергия испускаемых фотоэлектронов зависит от

  1. Интенсивности падающего излучения
  2. Частоты падающего излучения 9

     Бесплатно 92,6 тыс. пользователей

     15 вопросов

     15 баллов

     12 минут

     CONCEPT:

     • Когда фотоны падают на металлическую поверхность, часть электронов выбрасывается с металлической поверхности. Это явление называется фотоэлектрический эффект .
     • Минимальная энергия, необходимая для удаления электронов с поверхности металла, называется работой выхода (φ) этого металла.
     • Максимальная энергия выброшенных электронов с поверхности металла после выброса называется максимальной кинетической энергией (KE _max ).

      

     Уравнение Эйнштейна фотоэлектрического уравнения :

      E = φ + KE _max

     Где E — энергия падения фотонов, φ — работа выхода металла, а KE — максимальная кинетическая энергия электронов.

     E = h ν

     Где h — постоянная Планка, а ν — частота падающего излучения 032

     Э = h ν

     E = φ + KE _max = h ν

     KE _max = (h ν — φ)

     • Thus maximum kinetic energy depends on the frequency (ν) of incident radiation . Следовательно, вариант 2 правильный.
     • Максимальная кинетическая энергия не зависит от интенсивности падающего излучения и количества фотонов. Так что варианты 1 и 4 неверны.
     • Так как скорость излучения всегда постоянна и равна скорости света. Таким образом, максимальная кинетическая энергия не зависит от скорости падающего излучения. Так что вариант 3 неверный.

      

     Важные моменты:

     • Когда мы увеличиваем количество фотонов или интенсивность падающих излучений, тогда количество выбрасываемых электронов увеличится, но максимальная кинетическая энергия электронов не изменится.