Задание 17

Квантовая физика: анализ процессов и соответствие · 42 задания

Задание №17
№17
Как изменятся при β -распаде ядра изотопа эйнштейния ₉₉²⁵⁶Es массовое число ядра и заряд ядра? Для каждой величины определите соответствующий характер…
Радиоактивность
Задание №17
№17
Монохроматический свет с энергией фотонов E_ф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращает…
Фотоны. Энергия фотона. Импульс фотона
Задание №17
№17
При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В перв…
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Задание №17
№17
Ядро испытывает электронный β-распад. Как меняются при этом число протонов в ядре и массовое число ядра? Для каждой величины определите соответствующи…
Радиоактивность
Задание №17
№17
На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома ме…
Постулаты Бора
Задание №17
№17
Монохроматический свет с длиной волны λ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. После изменения энергии падающих фотонов модуль запирающего…
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Задание №17
№17
Монохроматический свет с длиной волны λ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. После изменения энергии падающих фотонов модуль запирающего…
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Задание №17
№17
При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В перв…
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Задание №17
№17
Как изменятся при электронном β -распаде массовое число ядра и число протонов в ядре? Для каждой величины определите соответствующий характер изменени…
Радиоактивность
Задание №17
№17
На установке, представленной на фотографиях (рис. а — общий вид, рис. б — фотоэлемент), исследовали зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от…
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Задание №17
№17
При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии о…
Фотоэффект. Опыты А.Г. Столетова. Законы фотоэффекта
Задание №17
№17
При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии о…
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

Задание №17 — КПД источника монохроматического света

Монохроматический свет с энергией фотонов E_ф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Запирающее напряжение, при котором фототок прекращается, в этом случае равно U_зап. Как изменятся модуль запирающего напряжения U_зап и длина волны λ_кр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов E_ф уменьшится, но фотоэффект не прекратится? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

$E_{\text{ф}} = A_{\text{вых}} + E_{k\,\text{макс}},$

где $A_{\text{вых}}$ — работа выхода электрона из металла, $E_{k\,\text{макс}}$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

1) Модуль запирающего напряжения. Фототок прекращается, когда работа задерживающего поля равна максимальной кинетической энергии электронов: $e U_{\text{зап}} = E_{k\,\text{макс}}$ . Отсюда

$U_{\text{зап}} = \frac{E_{\text{ф}} - A_{\text{вых}}}{e}.$

Металл не меняется, значит $A_{\text{вых}} = \text{const}$ . При уменьшении $E_{\text{ф}}$ разность $E_{\text{ф}} - A_{\text{вых}}$ уменьшается, следовательно, $U_{\text{зап}}$ уменьшится — цифра 2.

2) Длина волны «красной границы». «Красная граница» определяется условием $\dfrac{hc}{\lambda_{\text{кр}}} = A_{\text{вых}}$ , откуда

$\lambda_{\text{кр}} = \frac{hc}{A_{\text{вых}}}.$

Эта величина зависит только от работы выхода, то есть от материала катода, и от энергии падающих фотонов не зависит. Значит, $\lambda_{\text{кр}}$ не изменится — цифра 3.

Ответ: 23