1. В каком из указанных ниже диапазонов электромагнитного излучения энергия фотонов имеет наибольшее значение? 1) в инфракрасном излучении2) в видимом свете3) в ультрафиолетовом излучении4) в рентгеновском излучении
Решение: Энергия фотона пропорциональна частоте: Следовательно, наибольшей энергией обладают фотоны с наибольшим значением частоты. Таким образом, из предложенных вариантов ответа наибольшей энергией обладают фотоны в диапазоне рентгеновского излучения.
2. Как нужно изменить длину световой волны, чтобы энергия фотона в световом пучке уменьшилась в 4 раза? 1) увеличить в 4 раза2) увеличить в 2 раза3) уменьшить в 2 раза4) уменьшить в 4 раза
Решение: Энергия фотона:Учитывая связь получаем выражение для энергии фотона через длину волны: — энергия фотона обратно пропорциональна длине волны. Следовательно, для уменьшения энергии фотона в световом пучке в 4 раза необходимо увеличить длину световой волны в 4 раза.
3. Частота красного света примерно в 2 раза меньше частоты фиолетового света. Энергия фотона красного света по отношению к энергии фотона фиолетового света. 1) больше примерно в 4 раза2) больше примерно в 2 раза3) меньше примерно в 4 раза4) меньше примерно в 2 раза
Решение: Энергия фотона пропорциональна частоте: Поскольку частота красного света примерно в 2 раза меньше частоты фиолетового света, энергия фотона красного света по отношению к энергии фотона фиолетового света также меньше примерно в 2 раза.
4. Как изменится минимальная частота света, при которой возникает внешний фотоэффект, если пластинке сообщить отрицательный заряд? 1) не изменится2) увеличится3) уменьшится4) увеличится или уменьшится в зависимости от рода вещества
Решение: Минимальная частота света, при которой возникает внешний фотоэффект, красная граница фотоэффекта, определяется работой выхода: Работа выхода — это работа которую нужно совершить для извлечения электрона из металла. Если сообщить пластинке отрицательный электрический заряд, в ней появятся дополнительные электроны, которые будут слабее связаны с металлом. Следовательно, при сообщении пластинке отрицательного заряда минимальная частота света уменьшится.
5. Какой график соответствует зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов Е от частоты ν падающих на вещество фотонов при фотоэффекте (см. рисунок)?
Решение: Энергия фотона идет на работу выхода A, то есть работу, которую нужно совершить для извлечения электрона, и на сообщение электрону кинетической энергии: Таким образом, зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающих на вещество фотонов соответствует график 3:
6. Атом испустил фотон с энергией 8•10-18 Дж. Каково изменение импульса атома? 1) 0 кг•м/с2) 1,8•10-9 кг•м/с3) 5•10-25 кг•м/с4) 2•10-26 кг•м/с
Решение: Энергия и импульс фотона связаны соотношением Следовательно фотон унес импульс Согласно закону сохранения импульса, полный импульс системы не должен изменяться. Следовательно изменение импульса атома равно 2•10-26 кг•м/с
7. Длина волны де Бройля для электрона больше, чем для α-частицы. Импульс какой частицы больше? 1) электрона2) α-частицы3) импульсы одинаковы4) величина импульса не связана с длиной волны
Решение: Согласно де Бройлю длина волны, связанной с частицей, импульс которой p, равна Таким образом, длина волны де Бройля обратно пропорциональна импульсу частицы. Поскольку длина волны для электрона больше, чем для α-частиц, импульс α -частиц больше.
8. Поверхность металла освещают светом, длина волны которого меньше длины волны λ, соответствующей красной границе фотоэффекта для данного вещества. При увеличении интенсивности света... 1) фотоэффект не будет происходить при любой интенсивности света2) будет увеличиваться количество фотоэлектронов 3) будет увеличиваться максимальная энергия фотоэлектронов4) будет увеличиваться как максимальная энергия, так и количество фотоэлектронов
Решение: Поскольку поверхность металла освещают светом, длина волны которого меньше длины волны λсоответствующей красной границе фотоэффекта для данного вещества, у фотонов света достаточно энергии для того, чтобы выбить электроны с поверхности металла, а значит, наблюдается явление фотоэффекта. Увеличение интенсивности света не приводит к увеличению энергии фотонов, а только к увеличению их количества в световом пучке. Таким образом, согласно законам фотоэффекта, при увеличении интенсивности максимальная энергия фотоэлектронов не изменяется, а увеличивается только их количество.
9. Модуль импульса фотона в первом пучке света в 2 раза больше, чем во втором пучке. Отношение частоты света первого пучка к частоте второго равно... 1) 12) 23) √24) 0,5
Решение: Модуль импульса фотона связан с частотой света соотношением По условию, p1/p2=2, а значит, отношение частоты света первого пучка к частоте второго равно
10. Модуль импульса фотона в первом пучке света в 2 раза больше модуля импульса фотона во втором пучке. Отношение длины волны в первом пучке света к длине волны во втором пучке равно... 1) 12) 23) √24) 0,5
Решение: Модуль импульса фотона связан с длиной волны света соотношением По условию, p1/p2=2, а значит, отношение длины волны света в первом пучке к длине волны во втором пучке равно
11. Электроскоп соединен с цинковой пластиной и заряжен отрицательным зарядом. При освещении пластины ультрафиолетовым светом электроскоп разряжается. С уменьшением частоты света при неизменной мощности светового потока максимальная кинетическая энергия освобождаемых электронов... 1) не изменяется2) уменьшается3) увеличивается4) сначала уменьшается, затем увеличивается
Решение: Согласно уравнению фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода, то есть работу, которую нужно совершить для извлечения электрона, и на сообщение этому электрону кинетической энергии: При этом работа выхода зависит только от свойств материала пластины. При уменьшении частоты света энергия фотонов также уменьшается Отсюда можно сделать вывод, что в описанном опыте, максимальная кинетическая энергия освобождаемых электронов уменьшается.
12. Если электроскоп соединен с цинковой пластиной и заряжен отрицательным зарядом, то при освещении пластины ультрафиолетовым светом электроскоп разряжается. С уменьшением длины световой волны при неизменной мощности светового потока максимальная кинетическая энергия выбиваемых электронов... 1) уменьшается2) не изменяется3) увеличивается4) сначала уменьшается, затем увеличивается
Решение: Согласно уравнению фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода, то есть работу, которую нужно совершить для извлечения электрона, и на сообщение этому электрону кинетической энергии: При этом работа выхода зависит только от свойств материала пластины. При уменьшении длины волны света энергия фотонов увеличивается Отсюда можно сделать вывод, что в описанном опыте, максимальная кинетическая энергия освобождаемых электронов увеличивается.
