Как изменится запирающее напряжение если частоту увеличить в 2 раза

Как изменится запирающее напряжение если частоту увеличить в 2 раза

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался красный светофильтр, а во второй — жёлтый. В каждом опыте измеряли запирающее напряжение.

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения.

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

Длина световой волны Запирающее напряжение Кинетическая энергия

Использование светофильтра позволяет вырезать из спектра определенный участок длин волн. Смена красного светофильтра на жёлтый приводит к снижению длины световой волны (так как длина волны красного излучения больше чем жёлтого).

Запирающее напряжение — это напряжение, при котором прекращается фототок. Величина запирающего напряжения для определённого фотокатода прямо пропорциональна частоте ν падающего света. А значит, при уменьшении длины волны частота увеличивается и увеличивается запирающее напряжение.

При фотоэффекте энергия падающего излучения расходуется на работу выхода электрона (которая постоянна для вещества, из которого выбиваются электроны) и остаток переходит в кинетическую энергию электрона: Энергия падающего излучения увеличивается при уменьшении длины волны, следовательно, кинетическая энергия фотоэлектронов также увеличивается

Источник

Как изменится запирающее напряжение если частоту увеличить в 2 раза

При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для вылетающих с этой поверхности фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная длина волны падающего света была равна 250 нм. Какова частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла?

1. Энергия падающих фотонов идёт на выбивание электронов из металла и сообщение им кинетической энергии. Запирающее напряжение — это напряжение, которое надо приложить, чтобы фототок прекратился. По закону фотоэффекта:

где — частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, e — заряд электрона, — запирающее напряжение.

2. Запишем уравнение фотоэффекта для двух частот:

3. Найдём частоту, соответствующая «красной границе» фотоэффекта:

Ответ:

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пунктам II и III, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.

Отсутствует пункт V, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины).

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник

Домашняя контрольная работа по теме «Квантовая теория электромагнитного излучения вещества»

Список вопросов теста

Вопрос 1

Определите импульс фотона, длина волны которого равна 662 нм. (Ответ запишите числом, умноженным на 10 27 )

Варианты ответов
Вопрос 2

Как изменится энергия излучения, если частоту излучения увеличить в 2 раза?

Варианты ответов
Вопрос 3

Чему равна длина волны некоторого излучения, энергия фотонов которого равна 2,07 эВ? (ответ дайте в нанометрах)

Варианты ответов
Вопрос 4

Незаряженную металлическую пластину освещают рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами. Каков результат опыта?

Варианты ответов
  • таким способом зарядить пластину нельзя
  • пластина заряжается положительно
  • пластина заряжается отрицательно
  • пластина заряжается только при облучении ее ультрафиолетовым светом
Вопрос 5

Какова максимальная кинетическая энергия выбитых из серебра электронов. Фотоны с энергией 4 эВ попадают на серебряную поверхность пластины. Работа выхода электронов из серебра равна 4,73 эВ. (ответ дайте в эВ)

Варианты ответов
Вопрос 6

От каких параметров зависит значение фототока насыщения?

    1. от интенсивности падающего света.
    2. от частоты падающего света.
    3. от скорости вылетающих электронов.
Варианты ответов
Вопрос 7

Как изменится запирающее напряжение фотоэлемента, если уменьшить частоту падающего на катод света?

Варианты ответов
Вопрос 8

Найти работу выхода электронов из калия. Наибольшая длина волны света, при которой наблюдается фотоэффект для калия 6,2 ·10 — 5 см . (ответ дайте в эВ)

Варианты ответов
Вопрос 9

Найдите длину волны падающего на поверхность цезия света, если скорость фотоэлектронов равна 0,6 Мм/с. Работа выхода электрона из цезия равна 3·10 -19 Дж.

Варианты ответов
Вопрос 10

Работа выхода электронов для данного металла 2 эВ. Какое запирающее напряжение надо подать, чтобы электроны, вырванные светом с длиной волны 330 нм из металлического катода, не могли создать ток в цепи?

Варианты ответов
Вопрос 11

Какое утверждение является верным? Электрическая проводимость проводника увеличивается, если полупроводник:

4. поместить в магнитное поле.

Варианты ответов
Вопрос 12

Красная граница фотоэффекта 234 нм, что в 1,3 раза больше длины волны излучения, вызывающего фотоэффект. Какова максимальная скорость фотоэлектронов? (ответ дайте в км/с, округлив до целых)

Вопрос 13

На катод фотоэлемента падает световой поток мощностью 20 мВт. На каждые 10 квантов света, попавших на катод, в среднем приходится один выбитый фотоэлектрон. Определить силу тока в цепи фотоэлемента. Длина волны падающего света 200 нм. (ответ дайте в мА, округлив да сотых). Решение задачи пришлите в сообщениях в электронном дневнике. (можно фото тетради)

Источник

При удвоении частоты падающего на металл света задерживающее напряжение для фотоэлектронов

Условие задачи:

При удвоении частоты падающего на металл света задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличивается в 5 раз. Частота первоначально падающего света 5·10 14 Гц. Определите длину волны света, соответствующую красной границе для этого металла.

Задача №11.2.24 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощенного кванта \(h\nu\) идет на совершение работы выхода \(A_<вых>\) и на сообщение кинетической энергии вылетевшему электрону \(\frac<<<\upsilon ^2>>><2>\). Поэтому:

В этой формуле \(h\) – это постоянная Планка, равная 6,62·10 -34 Дж·с.

Если изменить полярность источника напряжения в установке для исследования фотоэффекта, то электрическое поле между катодом и анодом будет тормозить фотоэлектроны. При задерживающем напряжении \(U_з\) фототок становится равным нулю. При этом по закону сохранения энергии справедливо равенство:

Здесь \(m_e\) – масса электрона, равная 9,1·10 -31 кг, \(e\) – модуль заряда электрона, равный 1,6·10 -19 Кл.

Принимая во внимание равенство (2), уравнение (1) примет вид:

Запишем это уравнение для двух случаев, описанных в условии задачи:

Так как по условию задачи \(\nu_2=2\nu_1\) и \(U_<з2>=5U_<з1>\), имеем:

Вычтем из нижнего уравнения верхнее, тогда:

Полученное равенство подставим в уравнение (3), тогда:

Работа выхода \(A_<вых>\) – это минимальная работа, которую надо совершить, чтобы удалить электрон из металла.

Минимальная частота света \(<\nu _<\min >>\), при которой ещё возможен фотоэффект, соответствует максимальной длине волны \(\lambda_<\max>\). Эту длину волны \(\lambda_<\max>\) называют красной границей фотоэффекта. При этом верно записать:

В этой формуле \(h\) – это постоянная Планка, равная 6,62·10 -34 Дж·с.

Частоту колебаний можно выразить через скорость света \(c\), которая равна 3·10 8 м/с, и длину волны по следующей формуле:

Подставим выражение (6) в формулу (5), тогда:

Посчитаем численный ответ:

Ответ: 0,8 мкм.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Как изменится запирающее напряжение если частоту увеличить в 2 раза

256. Если при силе тока I = 3 А в рамке возникает магнитный поток Ф = 6Вб, то индуктивность проволочной рамки равна:
2 Гн

257. Если силу света источника увеличить в 2 раза, а расстояние от источника света до поверхности уменьшить в 4 раза, то при неизменном угле падения лучей освещенность поверхности
увеличится в 32 раза

258. Если система состоит из N частиц, то фазовое пространство этой системы
6Ν-мерное

259. Если тело движется вдоль некоторой линии, то количество степеней свободы, которыми оно обладает равно:
1

260. Если точечный источник света на расстоянии 5 м создает максимальную освещенность 8 лк, то сила света источника, равна:
200 кд

261. Если увеличить в 2 раза напряжение на концах проводника, а его длину уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник
увеличится в 4 раза

262. Если фотоны с энергией 6 эВ падают на поверхность вольфрамовой пластины, то максимальная кинетическая энергия выбитых ими электронов равна 1,5 эВ. Минимальная энергия фотонов, при которой возможен фотоэффект, для вольфрама равна:
4,5 эВ

263. Если частота облучающего света увеличилась в 2 раза, то запирающее напряжение фотоэлемента
увеличилось больше чем в 2 раза

264. Если частота облучающего света увеличится, то скорость вылетающих из вещества электронов
увеличится

265. Если электроемкость конденсатора увеличить в 4 раза, то период электромагнитных колебаний в контуре L-C
увеличится в 2 раза

266. Если электрон в атоме перешел с первой орбиты на третью, а потом обратно, то энергия атома водорода
не изменилась

267. Если энергетический спектр электронных состояний твердого тела состоит только из валентной зоны и зоны проводимости, а ширина запрещенной зоны порядка нескольких электрон-вольт, то это:
диэлектрик

268. Если энергетический спектр электронных состояний твердого тела состоит только из валентной зоны и зоны проводимости, а ширина запрещенной зоны порядка одного электрон-вольта, то это:
полупроводник

269. Если, не изменяя частоту, увеличить световой поток в 2 раза, то кинетическая энергия электронов при фотоэффекте
не изменится

270. Железный брусок практически невозможно сжать. Это объясняется тем, что при сжатии бруска частицы железа .
начинают сильнее отталкиваться друг от друга

Источник

Домашняя контрольная работа по теме «Квантовая теория электромагнитного излучения вещества»

Список вопросов теста

Вопрос 1

Определите импульс фотона, длина волны которого равна 662 нм. (Ответ запишите числом, умноженным на 10 27 )

Варианты ответов
Вопрос 2

Как изменится энергия излучения, если частоту излучения увеличить в 2 раза?

Варианты ответов
Вопрос 3

Чему равна длина волны некоторого излучения, энергия фотонов которого равна 2,07 эВ? (ответ дайте в нанометрах)

Варианты ответов
Вопрос 4

Незаряженную металлическую пластину освещают рентгеновскими или ультрафиолетовыми лучами. Каков результат опыта?

Варианты ответов
  • таким способом зарядить пластину нельзя
  • пластина заряжается положительно
  • пластина заряжается отрицательно
  • пластина заряжается только при облучении ее ультрафиолетовым светом
Вопрос 5

Какова максимальная кинетическая энергия выбитых из серебра электронов. Фотоны с энергией 4 эВ попадают на серебряную поверхность пластины. Работа выхода электронов из серебра равна 4,73 эВ. (ответ дайте в эВ)

Варианты ответов
Вопрос 6

От каких параметров зависит значение фототока насыщения?

    1. от интенсивности падающего света.
    2. от частоты падающего света.
    3. от скорости вылетающих электронов.
Варианты ответов
Вопрос 7

Как изменится запирающее напряжение фотоэлемента, если уменьшить частоту падающего на катод света?

Варианты ответов
Вопрос 8

Найти работу выхода электронов из калия. Наибольшая длина волны света, при которой наблюдается фотоэффект для калия 6,2 ·10 — 5 см . (ответ дайте в эВ)

Варианты ответов
Вопрос 9

Найдите длину волны падающего на поверхность цезия света, если скорость фотоэлектронов равна 0,6 Мм/с. Работа выхода электрона из цезия равна 3·10 -19 Дж.

Варианты ответов
Вопрос 10

Работа выхода электронов для данного металла 2 эВ. Какое запирающее напряжение надо подать, чтобы электроны, вырванные светом с длиной волны 330 нм из металлического катода, не могли создать ток в цепи?

Варианты ответов
Вопрос 11

Какое утверждение является верным? Электрическая проводимость проводника увеличивается, если полупроводник:

4. поместить в магнитное поле.

Варианты ответов
Вопрос 12

Красная граница фотоэффекта 234 нм, что в 1,3 раза больше длины волны излучения, вызывающего фотоэффект. Какова максимальная скорость фотоэлектронов? (ответ дайте в км/с, округлив до целых)

Вопрос 13

На катод фотоэлемента падает световой поток мощностью 20 мВт. На каждые 10 квантов света, попавших на катод, в среднем приходится один выбитый фотоэлектрон. Определить силу тока в цепи фотоэлемента. Длина волны падающего света 200 нм. (ответ дайте в мА, округлив да сотых). Решение задачи пришлите в сообщениях в электронном дневнике. (можно фото тетради)

Источник

Читайте также:  Переносные светильники напряжением 12 вольт
Оцените статью
Adblock
detector