Лаб.раб-37
Лабораторная работа № 37 «Исследование свойств фотоэлементов с внешним фотоэффектом»
1. Вопросы допуска к лабораторной работе (теоретическая часть)
В чем заключается явление внешнего фотоэффекта?
Сформулируйте законы внешнего фотоэффекта Столетова. Какие из данных законов противоречат классической физике?
Как вычисляются энергия и импульс фотона?
Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Исходя из данного уравнения, объясните законы фотоэффекта Столетова.
Что такое «красная граница» фотоэффекта? Как объяснить ее существование?
При освещении поверхности металла монохроматическим излучением с некоторой длиной волны наблюдается фотоэффект. Увеличивая длину волны излучения до значения 
добиваются прекращения фотоэффекта. Работа выхода металла Авых. Объясните на-
блюдаемое явление. Определите величину, обозначенную *.
1.7. Максимальная скорость, которую могут получить вырванные из металла электроны при облучении его монохроматическим светом с длиной волны 
, составляет v. Работа выхода металла Авых. Определите величину, обозначенную *. Во сколько раз увеличится скорость фотоэлектронов при уменьшении длины волны излучения в 
раз?
2. Вопросы допуска к лабораторной работе (практическая часть)
Единица измерения величины
Формулы, связывающие данную величину с другими
Каково устройство вакуумного фотоэлемента?
Какие характеристики фотоэлемента изучаются в данной работе?
В каких единицах измеряется интегральная чувствительность фотоэлемента?
Каковы правила построения графиков зависимостей физических величин?
Какое (по величине) напряжение используется в данной работе?
3. Вопросы к защите лабораторной работы
Объясните характер полученной вольт-амперной характеристики фотоэлемента.
Объясните характер полученной световой характеристики фотоэлемента.
Как изменится величина силы тока фотоэлемента при использовании синего, желтого, зеленого, красного светофильтров?
На фотоэлемент Ф (смотрите рисунок) подано такое запирающее напряжение V, что при освещении металлической пластинки ультрафиолетовыми лучами с длиной волны Л (красная граница фотоэффекта для металла пластины со ставляет ут1п) показание чувствительного гальванометра ф
Г практически равно нулю. Определите величину, обозначенную *.
Источник
Лабораторная работа. Фотоэффект Эффект комптона Волновые свойства частиц определить э. Должен иметь
| Название | Должен иметь |
| Анкор | Лабораторная работа |
| Дата | 17.04.2021 |
| Размер | 57.29 Kb. |
| Формат файла |  |
| Имя файла | Фотоэффект Эффект комптона Волновые свойства частиц определить э.docx |
| Тип | Документы #195688 |
| страница | 1 из 3 |
 С этим файлом связано 3 файл(ов). Среди них: Лабораторная работа 6 (1).docx, Конференции-расписание-ФЭА-2 нед.docx, Лабораторная работа 1.docx. Показать все связанные файлы Подборка по базе: КР ЭКОНОМИКА ОРГ-ИИ (ПРЕДПР-Я) Оценка эффективности использовани, Инструменты эффективных продаж.docx, Как оценить эффективность инвестиционного проекта.docx, Этапы разработки эффективной коммуникации.docx, Реферат. Технологизация и эффективность.docx, Оценка экологической эффективности предприятия.docx, Приложение 23 показатели эффективности проект новых правил.docx, ИПЗ Технологии самоорганизации и эффективного взаимодействия (ко, Лекция 2. Методы и критерии оценки эффективности использования э, Анализ и повышение эффективности разработки месторождения имени ФОТОЭФФЕКТ. ЭФФЕКТ КОМПТОНА. ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА ЧАСТИЦ
нм.
А = 2,39 эВ.
= 400 нм ? Контактная разность потенциалов Uк между анодом и катодом равна 2 В, и контактное поле направлено от анода к катоду.
На поверхность металла падает лучистый поток = 5 мкДж / c . Длина волны падаю — щего света = 360 нм. Определить ток насыщения Источник При освещении поверхности металла монохроматическим излучениемВарианты задач ЕГЭ 1. Для разгона космических аппаратов и коррекции их орбит предложено использовать солнечный парус — скрепленный с аппаратом легкий экран большой площади из тонкой пленки, которая зеркально отражает солнечный свет. Какой должна быть площадь паруса S, чтобы аппарат массой m = 500 кг (включая массу паруса) имел ускорение 10 -4 g? Мощность солнечного излучения, падающего на 1 м 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет W = 370 Вт/м 2 . (Решение) 2. Для разгона космических аппаратов и коррекции их орбит предложено использовать солнечный парус — скрепленный с аппаратом легкий экран большой площади из тонкой пленки, которая зеркально отражает солнечный свет. Рассчитайте массу космического аппарата, снабженного парусом в форме квадрата размерами 100 м x 100м, которому давление солнечных лучей сообщает ускорение 10 -4 g. Мощность W солнечного излучения, падающего на 1 м 2 поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет 1370 Вт/м 2 . (Решение) 3. Фотокатод облучают светом с длиной волны λ = 300 нм. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 450 нм. Какое напряжение U нужно создать между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился? (Решение) 4. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 450 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,4 В. Определите длину волны λ. (Решение) 5. При облучении катода светом с длиной волны λ = 300 нм фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,4 В. Определите красную границу фотоэффекта λ0 для вещества фотокатода. (Решение) 6. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода А = 4,42·10 -19 Дж), освещается светом с длиной волны λ = 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией В = 8,3·10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Рассчитайте максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны? (Решение) 7. Фотокатод, покрытый кальцием, освещается светом с длиной волны λ = 225 нм. Работа выхода электронов из кальция А = 4,42·10 -19 Дж. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции и движутся по окружности максимального радиуса R = 5 мм. Вычислите модуль индукции магнитного поля В? (Решение) 8. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода А = 4,42·10 -19 Дж), освещается светом с частотой ν = 2·10 15 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции и движутся по окружности максимального радиуса R = 5 мм. Вычислите модуль индукции магнитного поля В? (Решение) 9. Какие максимальные скорость и импульс получат электроны, вырванные из натрия излучением с длиной волны 66 нм, если работа выхода составляет 4·10 -19 Дж? (Решение) 10. Фотоны, имеющие энергию 5 эВ, выбивают электроны с поверхности металла. Работа выхода электронов из металла равна 4,7 эВ. Какой импульс приобретает электрон при вылете с поверхности металла? (Решение) 11. Чему равна скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины, если при задерживающем напряжении U = 3 В фотоэффект прекращается? (Решение) 12. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом с длиной волны λ = 3 ·10 -7 м, если красная граница фотоэффекта 540 нм? (Решение) 13. При какой температуре газа средняя энергия теплового движения атомов одноатомного газа будет равна энергии электронов, выбиваемых из металлической пластинки с работой выхода Авых = 2 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 300 нм? (Решение) 14. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С = 8000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд q = 11·10 -9 Кл. Работа выхода электронов из кальция А = 4,42·10 -19 Дж. Определите длину волны λ света, освещающего катод. (Решение) 15. При облучении катода светом с частотой ν = 1,0·10 15 Гц фототок прекращается при приложении между анодом и катодом напряжения U = 1,4 В. Чему равна частотная красная граница фотоэффекта ν0 для вещества фотокатода? (Решение) 16. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью С. При длительном освещении катода светом с длиной волны λ = 300 нм фототок, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд q = 11·10 -9 Кл. Работа выхода электронов из кальция А = 4,42·10 -19 Дж. Определите емкость конденсатора С. (Решение) 17. Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3·10 -7 м используется для нагревания воды массой 1 кг. На сколько градусов можно нагреть воду за 700 с, если источник излучает 1020 фотонов за 1 с? Считать, что излучение полностью поглощается водой. Ответ: 10 °С.
19. При исследовании структуры мономолекулярного слоя вещества пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно исследуемому слою. В результате дифракции на молекулах, образовавших периодическую решетку, часть электронов отклоняется на определенные углы, образуя дифракционные максимумы. Какую энергию имеют падающие электроны, если первый дифракционный максимум соответствует отклонению электронов на угол α = 50° от первоначального направления, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм? (См. рис. к зад. 25). Ответ: ≈ 55 эВ.
21. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью 8000 пФ. При длительном освещении катода светом с частотой 10 15 Гц фототок между электродами, возникший вначале, прекращается. Работа выхода электронов из кальция 4,42·10 -19 Дж. Какой заряд при этом оказывается на обкладке конденсатора, подключенной к освещаемому электроду? Емкостью системы электродов пренебречь. Ответ: ≈ 11 нКл. 22. В вакууме находятся два электрода, к которым подключен конденсатор емкостью 4000 пФ. При длительном освещении одного электрода светом длиной волны 300 нм фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на пластине конденсатора, подключенной к освещаемому электроду, появляется заряд 5,5 нКл. Какова работа выхода электронов из вещества фотокатода? Емкостью системы электродов пренебречь. Ответ: ≈ 4,4·10-19 Дж. 23. Электрон, выбиваемый из металлической пластинки с работой выхода 2 эВ излучением с длиной волны 300 нм, попадает в однородное магнитное поле с индукцией 10 -3 Тл. Вектор его скорости направлен перпендикулярно линиям индукции. С каким максимальным ускорением будет двигаться электрон в магнитном поле? Ответ: ≈ 1,52·10 14 м/c 2 . 24. Фотокатод, покрытый кальцием, освещается светом с длиной волны 225 нм. Работа выхода электронов из кальция 4,42·10 -19 Дж. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям с максимальным радиусом 5 мм. Каков модуль индукции магнитного поля? Ответ: ≈ 1,1·10-3 Тл. 25. Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,42·10 -19 Дж.), освещается светом с частотой 2·10 15 Гц. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям с максимальным радиусом 5 мм. Каков модуль индукции магнитного поля? Ответ: ≈ 1,6·10-3 Тл.
27. Электроны, вылетевшие с катода фотоэлемента горизонтально в северном направлении, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок к предыдущей задаче). Электрическое поле направлено горизонтально на запад, а магнитное — вертикально вверх. Какой должна быть работа выхода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена на запад? Частота света 6,5·10 14 Гц, напряженность электрического поля 300 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. Ответ: А 14 Гц, напряженность электрического поля 300 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. Ответ: А > A0 ≈ 2,3 эВ. 29. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно λ1 = 350 нм и λ2 = 540 нм. Каким было отношение максимальных скоростей v1/v2 фотоэлектронов в этих опытах, если работа выхода с поверхности металла Авых = 1.9 эВ? (Решение) 30. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка, для которой работа выхода с поверхности металла Авых= 1,9 эВ. облучатась светом с длинами волн соответственно λ1 и λ2. Какой была длина волны в первом опыте λ1, если во втором она составляла λ2 = 540 нм, а отношение максимальных скоростей фотоэлектронов v1/v2 = 2? (Решение)
33. Точечный источник мощностью Р = 1 мВт излучает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм равномерно во всех направлениях (такой источник называется изотропным). На каком расстоянии r от него концентрация фотонов (то есть число фотонов в единице объема) равна n = 2·10 5 м -3 ? Объем сферического слоя радиусом r и толщиной Δr равен 4πr 2 Δr. (Решение) 34. Точечный источник излучает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм равномерно во всех направлениях (такой источник называется изотропным). На расстоянии r = 1 м от него концентрация фотонов (то есть число фотонов в единице объема) равна n = 2·10 5 м -3 ? Чему равна мощность этого источника? Объем сферического слоя радиусом r и толщиной Δr равен 4πr 2 Δr. (Решение) 35. Согласно гипотезе де Бройля, все частицы обладают волновыми свойствами. Длина волны для частицы массой m, имеющей скорость v, составляет λ = h/mv, где h = 6,6·10 -34 Дж·с — постоянная Планка. Для того, чтобы можно было применять модель идеального газа, среднее расстояние 1 между молекулами газа должно быть, в частности, гораздо больше λ. При какой температуре T для инертного газа гелия λ ≈ l, если концентрация его молекул равна n = 2,7·10 25 м −3 ? Масса молекулы гелия равна m = 6.6·10 -24 г. (Решение) 36. Согласно гипотезе де Бройля, все частицы обладают волновыми свойствами. Длина волны для частицы массой m, имеющей скорость v, составляет λ = h/mv, где h = 6,6·10 -34 Дж·с — постоянная Планка. Для того, чтобы можно было применять модель идеального газа, среднее расстояние l между молекулами газа должно быть, в частности, гораздо больше λ. При какой температуре T для инертного газа гелия λ ≈5l, если концентрация его молекул равна n = 1,3·10 25 м −3 ? Масса молекулы гелия равна m = 6.6·10 -24 г. (Решение) 37. При исследовании спектра ртути с помощью дифракционной решётки и гониометра (прибора для точного измерения углов дифракции света) было обнаружено, что в спектре 3-го порядка вблизи двойной жёлтой линии ртути со средней длиной волны λ1 = 578 нм видна сине-фиолетовая линия 4-го порядка. Оцените её длину волны λ2. (Решение) 38. При исследовании спектра ртути с помощью дифракционной решётки и гониометра (прибора для точного измерения углов дифракции света) было обнаружено, что в спектре 4-го порядка вблизи сине-фиолетовой линии ртути со средней длиной волны λ1 = 436 нм двойная жёлтая линия 3-го порядка. Оцените её длину волны λ2. (Решение) 39. Наше Солнце теряет за счёт излучения света массу, примерно равную 1,39·10 5 миллиардов тонн в год. Найдите солнечную постоянную для Венеры, то есть среднюю энергию, попадающую за 1 секунду на 1м 2 поверхности, перпендикулярной направлению солнечных лучей, около Венеры вне ее атмосферы. Известно, что средний радиус орбиты Венеры составляет 0,72 от среднего радиуса орбиты Земли, который примерно равен 150 миллионам километров. Ответ выразите в кВт/м 2 . (Решение) 40. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е. Пролетев путь S = 5·10 -4 м, он приобретает скорость v = 3·10 6 м/с. Какова напряженность электрического поля? Релятивистские эффекты не учитывать. (Решение) 41. Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью E = 5·10 4 В/м. Какой путь пролетел в этом электрическом поле электрон, если он приобрел скорость v = 3·10 6 м/с? Релятивистские эффекты не учитывать. (Решение) 42. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов ΔU = 5 В. Какова работа выхода Aвых, если максимальная энергия ускоренных электронов Ее равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла? (Решение) 43. При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов U. Работа выхода электронов из металла Aвых = 2 эВ. Определите ускоряющую разность потенциалов U, если максимальная энергия ускоренных электронов Ее равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла. (Решение) 44. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 290 нм. При облучении катода светом с длиной волны λ фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,5 В. Определите длину волны λ. (Решение) 45. Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода λ0 = 290 нм. Фотокатод облучают светом с длиной волны λ= 220 нм. При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается? (Решение) 46. Фотокатод облучают светом с длиной волны 300 нм. Красная граница фотоэффекта фотокатода 450 нм. Вычислите запирающее напряжение U между анодом и катодом. (Решение) 47. В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно λ1 = 350 нм и λ2 = 540 нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались в v1/v2 = 2 раза. Какова работа выхода с поверхности металла? (Решение) 48. Источник в монохроматическом пучке параллельных лучей за время Δt = 5·10 -4 c излучает N = 5·10 14 фотонов. Лучи падают по нормали на площадку S = 0,7 м 2 и создают давление p = 1,5·10 -5 Па. При этом 40% фотонов отражается, а 60% поглощается. Определите длину волны излучения. (Решение) 49. Для измерения величины постоянной Планка h в своё время использовался следующий опыт. В вакуумный фотоэлемент помещался катод из какого-либо металла, окружённый металлическим анодом. Катод облучали светом определённой длины волны (и частоты) и измеряли задерживающее напряжение между катодом и анодом, при котором ток в цепи с фотоэлементом прекращался. Оказалось, что при длине волны света, падающего на фотокатод, равной λ1 = 250 нм, задерживающее напряжение было равно U 1 = 2,82 В, а при освещении светом с частотой ν = 1,5·10 15 Гц оно равнялось U 2 = 4,04 В. Найдите по этим данным величину постоянной Планка. (Решение) 50. Металлическая пластина облучается светом частотой ν = 1,6·10 15 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле на-пряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости E направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины? (Решение) 51. Металлическая пластина облучается светом. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м. Вектор напряжённости E поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите частоту падающего на пластину света. (Решение) 52. Металлическая пластина облучается светом частотой ν = 1,6·10 15 Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости Е поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите работу выхода электронов из данного металла. (Решение) 53. Металлическая пластина облучается светом частотой ν = 1,6·10 15 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле, вектор напряжённости Е которого направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Чему равен модуль напряжённости электрического поля? (Решение)
55. Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок к зад. 54). Какой должна быть частота падающего света , чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей, действующая на них сила, была направлена против оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 300 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. (Решение) 56. Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок к зад. 54). Какой должна быть частота падающего света , чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей, действующая на них сила, была направлена в положительном направлении оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 300 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. (Решение) 57. Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок к зад. 54). Какой должна быть напряжённость электрического поля E, чтобы самые быстрые электроны отклонялись в положительном направлении оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, частота света 6,5·10 14 Гц, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. (Решение) 58. Законы фотоэффекта, как выяснилось недавно, не имеют абсолютного характера. В частности, это касается «красной границы фотоэффекта». Когда появились мощные лазерные источники света, оказалось, что за счёт нелинейных эффектов в среде возможно так называемое многофотонное поглощение света, при котором закон сохранения энергии (формула Эйнштейна для фотоэффекта) имеет вид: 59. Законы фотоэффекта, как выяснилось недавно, не имеют абсолютного характера. В частности, это касается «красной границы фотоэффекта». Когда появились мощные лазерные источники света, оказалось, что за счёт нелинейных эффектов в среде возможно так называемое многофотонное поглощение света, при котором закон сохранения энергии (формула Эйнштейна для фотоэффекта) имеет вид: 60. Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 600 нм равна P = 2 мВт. Определите число фотонов, излучаемых указкой за 1 с. (Решение) 61. Мощность излучения лазерной указки с длиной волны λ = 500 нм равна P = 1 мВт. Определите время, за которое лазерная указка излучает N = 5·10 15 фотонов. (Решение) 62. Число фотонов, излучаемых лазерной указкой за t = 5 с, N = 6·10 16 . Длина волны излучения указки равна λ = 600 нм. Определите мощность P излучения указки. (Решение) 63. Число фотонов, излучаемых лазерной указкой мощностью P = 2 мВт за 1 с, равно N = 4·10 15 . Определите длину волны λ излучения лазерной указки. (Решение) 64. Давление света от Солнца, который падает перпендикулярно на абсолютно чёрную поверхность, на орбите Земли составляет около p = 5·10 –6 Па. Оцените концентрацию n фотонов в солнечном излучении, считая, что все они имеют длину волны λ = 500 нм. (Решение) 65. Солнечная постоянная, то есть мощность света, падающего перпендикулярно на единицу площади на уровне орбиты Земли, составляет примерно C = 1,4 кВт/м 2 . В ряде проектов для межпланетных сообщений предлагается использовать давление этого света, идущего от Солнца. Оцените силу давления света на идеально отражающий «парус» площадью S = 1000 м 2 , расположенный на орбите Земли перпендикулярно потоку света от Солнца.(Решение) 66. Катод фотоэлемента с работой выхода 4,42·10 -19 Дж освещается светом частотой 10 15 Гц Вылетевшие из катода электроны попадают в днородное магнитное поле с индукцией 8,3·10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны? (Решение) 67. Фотокатод с работой выхода 4,42·10 -19 Дж освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле индукцией 7,87·10 -4 Тл перпендикулярно вектору индукции. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны? (Решение) 68. При какой температуре газа средняя энергии теплового движения атомов одноатомного газа будет равна максимальной кинетической энергии электронов, выбиваемых на металлической пластики с работой выхода Ав = 2 эВ при облучении монохроматическим светом с длиной волны 300 нм?(Решение) 67. На пластинку площадью S = 4 см 2 , которая отражает 70 % и поглощает 30 % падающего света, падает перпендикулярно свет с длиной волны 600 нм. Мощность светового потока 120 Вт. Какое давление оказывает свет на пластинку? (Ответ: 1.7 мПа) 68. Работа выхода электрона из металлической пластины: Aвых = 3,68 • 10 -19 Дж. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из пластины светом с частотой ν = 7 • 10 14 Гц? (Ответ: 4.6·10 5 м/с) 69. Красная граница фотоэффекта для калия Авых = 577 нм. Поверхность калия освещается светом длиной волны ν = 400 нм. Вблизи поверхности создано однородное тормозящее поле с напряженностью Е = 50 В/м, направленное перпендикулярно поверхности. Через какое время после вылета из поверхности фотоэлектрон остановится? Считать, что электрон вылетает перпендикулярно поверхности и обладает максимально возможной скоростью. (Ответ: 6.6·10 -8 с) 70. Работа выхода электрона из .металлической пластины: Aвых = 4,5 • 10 -19 Дж. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из пластины светом с длиной волны λ = 375 нм? (Ответ: 4.2·10 5 м/с) 71. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла λкр = 497 нм. Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из пластины светом с длиной волны λ = 375 нм? (Ответ: 5.3·10 5 м/с) 72. Работа выхода электрона из металлической пластины Aвых = 3,68 • 10 -19 Дж. Каков максимальный импульс электронов, выбиваемых из пластины светом с частотой ν = 7 • 10 14 Гц? (Ответ: 4.1·10 -25 кг·м/с) 73. Работа выхода электрона из металлической пластины Aвых = 4,5 • 10 -19 Дж. Каков максимальный импульс электронов, выбиваемых из пластины светом с длиной волны λ = 375 нм? (Ответ: 3.8·10 -25 кг·м/с) 74. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла λкр = 497 нм. Каков максимальный импульс электронов, выбиваемых из пластины светом с длиной волны λ = 375 н? (Ответ: 4.8·10 -25 кг·м/с) 75. На пластинку, которая отражает 70 % и поглощает 30 % падающего света, каждую секунду перпендикулярно падают N= 3·10 20 одинаковых фотонов, которые оказывают на пластинку действие силой F = 0,675 мкН. Определите длину волны падающего света. (Ответ: 500 нм) 76. На пластинку площадью S = 4 см 2 , которая отражает 70 % и поглощает 30 % падающего света, свет падает перпендикулярно. Мощность светового потока 120 Вт. Какое давление оказывает свет на пластинку? (Ответ: 1.7·10 -3 Па) 77. Красная граница фотоэффекта для калия λкр = 577 нм. Поверхность калия освещается светом длиной волны λ = 400 нм. Вблизи поверхности создано однородное магнитное поле с индукцией В = 5·10 -4 Тл, направленное параллельно поверхности. На какое максимальное расстояние от поверхности калия сможет удалиться электрон? Считать, что электрон вылетает перпендикулярно поверхности и обладает максимально возможной скоростью. (Ответ: 6.56 мм) Источник  Основные составляющие всех увеличительных приборов  Основные материалы, используемые в производстве полупроводниковых  Основные отличия между тепловизорами и приборами ночного  Какие приборы используют для измерения влажности воздуха  Как использовать прибор для обнаружения обрыва проводки  Прибор для обнаружения скрытой электропроводки в стенах  Новое устройство для определения процесса дыхания растений |
18. При исследовании структуры мономолекулярного слоя вещества пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно исследуемому слою. В результате дифракции на молекулах, образовавших периодическую решетку, часть электронов отклоняется на определенные углы, образуя дифракционные максимумы. Под каким углом к первоначальному направлению распространяются отклонившиеся электроны, образующие первый дифракционный максимум, если кинетическая энергия электрона равна 54 эВ, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм? Ответ: sin α ≈ 0,77; α ≈ 50°. 
20. При исследовании структуры кристаллической решетки пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно поверхности кристалла вдоль оси Oz, как показано на рисунке. После взаимодействия с кристаллом отраженные от первого слоя электроны движутся в определенных направлениях, образуя дифракционные максимумы. В плоскости Ozx имеется такой максимум первого порядка. С какой скоростью движутся электроны, если первый дифракционный максимум соответствует отклонению электронов на угол α = 50° от первоначального направления, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм? Ответ: ≈ 4,4·10 6 м/c.
26. Электроны, вылетевшие под действием света с катода фотоэлемента горизонтально в северном направлении, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Электрическое поле направлено горизонтально на запад, а магнитное — вертикально вверх. Какой должна быть частота падающего света, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена на запад? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряженность электрического поля 300 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. Ответ: ν 14 Гц. 
31. В установке по наблюдению фотоэффекта свет от точечного источника S, пройдя через собирающую линзу, падает на фотокатод параллельным пучком. В схему внесли изменение: на место первоначальной линзы поставили собирающую линзу того же диаметра, но с меньшим фокусным расстоянием. Источник света переместили вдоль главной оптической оси линзы так, что на фотокатод свет снова стал падать параллельным пучком. Как изменился при этом (уменьшился или увеличился) фототок насыщения? Объясните, почему изменяется фототок насыщения, и укажите, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. (Решение) 
54. Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть работа выхода A с поверхности фотокатода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей, действующая на них сила, была направлена вдоль оси OY в положительном направлении? Частота света 6,5·10 14 Гц, напряжённость электрического поля 300 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. (Решение)
Какое минимальное число фотонов рубинового лазера с длиной волны λ = 694,3 нм должно поглотиться, чтобы из вольфрама с работой выхода Авых = 4,5 эВ был выбит один фотоэлектрон? (Решение) 