1.Источник света излучает 1020 квантов в секунду. Какова мощность источника, если частота излучения 3∙1014 Гц?

Контрольная работа №7.

Вариант_4.

1. Источник света излучает 10²⁰ квантов в секунду. Какова мощность источника, если частота излучения 3∙10¹⁴ Гц?

2. Работа выхода электрона с очищенной поверхности лития равна 2,3 эВ. Постройте график зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов из лития от энергии падающих на металл фотонов.

3. Чем фотон отличается от электрона? Перечислите подробно все различия.

4. Каково запирающее напряжение надо подать, чтобы электроны, вырванные ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм из вольфрамового катода, не могли создать ток в цепи?

5. Небольшая электрическая дуга, расходующая на излучение мощность 600 Вт, расположена в центре кривизны вогнутого зеркала поверхностью 300 см². Допуская, что дуга излучает равномерно по всем направлениям, определить силу давления света на зеркало. Радиус кривизны зеркала 10 см; зеркало считать идеально отражающим.

Дополнительная задача׃

Электрическая лампа мощностью 100 Вт испускает 3% потребляемой энергии в форме видимого света (средняя длина волны 550 нм) равномерно по всем направлениям. Сколько фотонов видимого света попадает за 1с в зрачок наблюдателя (диаметр зрачка 4 мм), находящегося на расстоянии 10 км от лампы?

Контрольная работа №7.

Вариант_1.

1. Какова длина волны излучения, у которого энергия кванта равна средней кинетической энергии атома гелия при температуре 300 К?

2. К вакуумному фотоэлементу, у которого катод выполнен из цезия, приложено запирающее напряжение 2 В. При какой длине волны падающего на катод света появится фототок?

3. На рисунке дан график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света.

а) Какова работа выхода электрона из металла?

б)

Какова величина красной границы фотоэффекта для данного металла?

в) Изменится ли наклон графика, если интенсивность света возрастет?

4. Световой поток мощностью 9 Вт нормально падает на поверхность площадью 10 см², коэффициент отражения которой 0,8. Какое давление испытывает при этом данная поверхность?

5. Лазер, работающий в импульсном режиме, потребляет мощность 1 кВт. Длительность одного импульса 5 мкс, а число импульсов в 1 с равно 200. Найти излучаемую энергию и мощность одного импульса, если на излучение идет 0,1 % потребляемой мощности.

Дополнительная задача׃

В научной фантастики описываются космические яхты с солнечным парусом, движущиеся под действием давления солнечных лучей. Через какое время яхта массой 1 т приобрела бы скорость 50 м⁄с, если площадь паруса 1000 м², а среднее давление солнечных лучей 10 мкПа? Какой путь прошла бы яхта за это время? Начальную скорость яхты относительно Солнца считать равной нулю.

Контрольная работа №7.

Вариант_5.

1. Определите частоту электромагнитного излучения, падающего на поверхность золота, если кинетическая энергия фотоэлектронов 2,5∙10^-19 Дж.

2. Энергия одного фотона в два раза больше, чем другого. Чему равно отношение импульса первого фотона к импульсу второго?

3. Чему равны импульс и энергия нейтрона с длиной волны 2∙10^-10 м (равной диаметру атома)?

4. Лазер, мощностью 0,4 Вт работает на длине волны 300 нм. Сколько квантов он излучает за одну секунду?

5. На рисунке дан график зависимости максимальной скорости фотоэлектронов от частоты света, падающего на металлическую пластинку.

а) Какова красная граница фотоэффекта для данного металла?

б) Какова скорость фотоэлектронов при частоте света 6∙10¹⁴ Гц?

в)

Как изменится вид графика, если вдвое возрастет плотность потока электромагнитного излучения, падающего на металл?

Дополнительная задача׃

На один из вольфрамовых электродов (А_вых = 4,5 эВ) двухэлектродного стеклянного баллона падает пучок ультрафиолетовых лучей с длиной волны 1∙10^-7 м. Между электродами приложено тормозящее напряжение - 10 В. На каком расстоянии от первого электрода скорость фотоэлектронов уменьшится до нуля, если расстояние между электродами 40 см. Электрическое поле между электродами считать однородным.

Контрольная работа №7.

Вариант_3.

1. Во сколько раз энергия фотона красного света с длиной волны 760 нм отличается от энергии фотона фиолетового света с длиной волны 400 нм?

2. Мощность солнечного излучения, приходящаяся на 1 м² земной поверхности, равна 1,4 кВт (солнечная постоянная). Сколько квантов попадает на площадку 5 м² за 1 с, расположенную перпендикулярно солнечным лучам, если средняя частота солнечного излучения 5∙10¹⁴ Гц?

3. Обычные сорта фотобумаги можно обрабатывать при красном свете (длина волны 680 нм). Оцените энергию диссоциации молекулы AgBr.

4. Какова работа выхода электронов из данного металла, если под действием квантов с частотой 6∙10¹⁴ Гц фотоэлектроны приобретают кинетическую энергию 0,8∙10^-19 Дж?

5. В опытах по фотоэффекту используются два разных металла А и В. В каждом случае постепенно увеличивается частота света и измеряется запирающее напряжение. В результате экспериментов получены графики зависимости запирающего напряжения от частоты используемого излучения.

а) Какой из металлов имеет большую работу выхода?

б) Сопоставьте красные границы фотоэффекта для этих металлов.

в)

Изменится ли вид графиков, если мощность источника света уменьшится при неизменных других условиях эксперимента?

Дополнительная задача׃

При облучении некоторого металла светом сначала с длиной волны 0,3 мкм, а затем с длиной волны 0,6 мкм, обнаружили, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются друг от друга в два раза. Найдите работу выхода электрона с поверхности этого металла.

Контрольная работа №7.

Вариант_2.

1. Зеркало отражает 80% падающего на него света. Как выяснить, происходит ли потеря в 20% вследствие того, что 20% фотонов не отражаются, или из-за того, что у каждого отраженного фотона недостает 20% энергии?

2. В световом пучке (λ₁ = 7∙10^-5 см) 3∙10¹⁵ фотонов в секунду пересекают перпендикулярную ему плоскость. Сколько фотонов за это время пересекут поверхность, перпендикулярную световому пучку (λ₂ = 4∙10^-5 см) такой же энергии?

3. Графики на рисунке показывают силу тока, регистрируемого микроамперметром, как функцию напряжения между электродами фотоэлемента, когда световые потоки А и В имеют разные длины волн.

а) Излучение какого из световых потоков имеет большую частоту?

б) Сравните световые потоки друг с другом.

в) Какой из световых потоков выбивает электроны большего импульса?

4. Пучок электронов с импульсом Р падает на щель шириной d. На расстоянии R от щели расположен флюоресцирующий экран Э. Какова примерно ширина центрального максимума дифракционной картины, наблюдающейся на экране?

5. Гелий-неоновый лазер, работающий в непрерывном режиме, дает излучение монохроматического света с длиной волны 630 нм, раз­вивая мощность 40 мВт. Сколько фотонов излучает лазер за 1 с?

Дополнительная задача:

Фотопленка особого типа, обладает чувстви­тельностью только к свету с длиной волны короче 640 нм. Какая энер­гия (Дж/моль) необходима для инициирования химической реакции в этой пленке?

Контрольная работа №7.

Вариант_6.

1. Определите длину волны электромагнитного излучения, кванты которого имеют энергию 10^-22 Дж.

2. Почему мы говорим, что электроны обладают волновыми свойствами? Почему мы говорим, что электроны обладают корпускулярными свойствами?

3. За какое время монохроматический источник света мощностью 2 Вт излучит 10²² квантов, если частота электромагнитного излучения 5∙10¹⁴ Гц?

4. При освещении пластинки, изготовленной из некоторого металла, светом с частотой 3∙10¹⁴ Гц, а затем 6∙10¹⁴ Гц обнаружили, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов изменилась в три раза. Определите работу выхода электронов из этого металла.

5. На рисунке представлена вольт – амперная характеристика вакуум­ного фотоэлемента при его освещении монохроматическим излучением определенной интенсивности.

а) Какова величина запирающего напряжения?

б) Какова сила тока насыщения?

в) Как изменится вид графика при уменьшении интенсивности света

Дополнительная задача:

Рентгеновская трубка, работающая под напряжением 50 кВ при силе тока 2 мА, излучает 5∙10¹³ фотонов в секунду. Считая среднюю длину волны излучения равной 0,1 нм, найти КПД трубки, т.е. определить, сколько процентов составляет мощность рентгеновского излучения от мощности потребляемого тока.

Дата добавления: 2015-09-30