![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Задачи для самостоятельного решения. Задача 1. У некоторого металла фотоэффект начинается при частоте падающего света n = 8,1
Задача 1. У некоторого металла фотоэффект начинается при частоте падающего света n = 8, 1 . 104 Гц. Определить работу выхода электрона из металла в электрон-вольтах. Ответ: А = 3, 4 эВ.
Задача 2. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла lкр = 275 нм. Найти минимальную энергию фотона, вызывающего фотоэффект. Ответ: e = 4, 5 эВ.
Задача 3. Найти длину волны lmax света, соответствующую красной границе фотоэффекта, для лития. Работа выхода электронов из лития А = 2, 4 эВ. Ответ: lmax = 517 нм.
Задача 4. Красной границе фотоэффекта для алюминия соответствует длина волны lmax = 332 нм. Определить работу выхода электрона А для этого металла и длину световой волны l, при которой задерживающий потенциал U 3 = 1, 0 В. Ответ: А = 3, 74 эВ; l = 262 нм.
Задача 5. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла lmax = 275 нм. Найти работу выхода А электрона из металла, максимальную скорость Vmax электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны l = 180 нм, и максимальную кинетическую энергию Wmax электронов. Ответ: А = 4, 5 эВ, Vmax = 9, 1 . 105
Задача 6. Найти частоту n света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов U 3 = 3 В. Фотоэффект начинается при частоте света Ответ: n = 1, 32 . 1015 Гц, А = 2, 48 эВ.
Задача 7. Найти задерживающую разность потенциалов U 3 для электронов, вырываемых при освещении калия (А = 2 эВ) светом с длиной волны l = 330 нм. Ответ: U 3 = 1, 75 В.
Задача 8. При фотоэффекте с платиновой поверхности (А = 5, 3 эВ) электроны полностью задерживаются разностью потенциалов U 3 = 0, 8 В. Найти длину волны l применяемого облучения и предельную длину волны lmax, при которой еще возможен фотоэффект. Ответ: l = 204 нм, lmax = 234 нм.
Задача 9. Фотоны с энергией e = 4, 9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода А = 4, 5 эВ. Найти максимальный импульс Рmax, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона. Ответ: Рmax = 3, 45 . 10-25
Задача 10. Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой Ответ: h = 6, 6 . 10-34 Дж × с.
Задача 11. Какой длине волны электромагнитного излучения соответствует фотон, импульс которого совпадает с импульсом молекулы водорода при комнатной температуре Т = 300 К? Масса молекулы водорода т = 3, 34 . 10-27 кг. Ответ: l = 126 пм.
Задача 12. Найти импульс Р фотона красных лучей света (l = 700 нм). Ответ: Р = 0, 95 . 10-27
Задача 13. Найти энергию e, импульс Р фотона, если соответствующая ему длина волны l = 1, 6 пм. Ответ: e = 1, 15 . 10-13 Дж, Р = 4, 1 . 10-22
Задача 14. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны l = 520 нм? Ответ: V = 9, 2 . 105
Задача 15. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l = 520 нм? Ответ: V = 1, 4 . 103
Задача 16. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектронов, если красная граница фотоэффекта lmax = 3070 Ответ: 0, 8.
Задача 17. На поверхность лития падает монохроматический свет (l = 3100 Ответ: Авых = 2, 3 эВ.
Задача 18. При увеличении в два раза энергии фотона, падающего на металл, максимальная кинетическая энергия электронов увеличилась в три раза. Определить в электрон-вольтах работу выхода электронов из металла, если первоначальная энергия фотона равнялась 5 эВ. Ответ: А = 2, 5 эВ.
Задача 19. При уменьшении в два раза длины волны света, падающего на металл, максимальная кинетическая энергия электронов увеличилась в три раза. Определить в электрон-вольтах первоначальную энергию фотонов. Работа выхода электрона равна 5 эВ. Ответ: e = 10 эВ.
Задача 20. Работа выхода электронов из металла равна 4, 1 эВ. Определить минимальную задерживающую разность потенциалов при освещении поверхности металла фотонами с энергией 5, 3 эВ. Ответ: U = 1, 2 В.
Задача 21. Энергия фотона равна кинетической энергии электрона, имевшего начальную скорость 106 Ответ: l = 1, 8 . 10-7 м.
Задача 22. Какая часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если наибольшая скорость электронов, вырванных с поверхности цинка, равна 106 Ответ: 60 %.
Задача 23. Красная граница фотоэффекта для калия lmax = 0, 577 мкм. При какой разности потенциалов между электродами прекратится эмиссия электронов с поверхности калия, если катод освещать излучением с длиной волны l = 0, 4 мкм. Ответ: U = 0, 95 В.
Задача 24. Определить наименьшую частоту, при которой прекращается фотоэффект для цезия, если при освещении его излучением с длиной волны l = 0, 36 мкм задерживающий потенциал равен 1, 47 В. Ответ: nmin = 4, 76 . 1014 Гц.
Задача 25*. Определить максимальную скорость электронов, вылетающих из металла под действием g -лучей длиной волны l = 0, 03 Ответ: V = b с = 2, 49 . 108
Задача 26*. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении g -квантами с энергией e = 1, 53 МэВ. Ответ: V = 2, 91 . 108
Задача 27*. Максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении его g -квантами, равна 2, 91.108 Ответ: e» 1, 6 МэВ.
Задача 28. Определить максимальное изменение длины волны при комптоновском рассеянии: 1) на свободных электронах, 2) на свободных протонах. Ответ:
Задача 29. Фотон с энергией e = 1 МэВ рассеялся на свободном неподвижном электроне. Определить кинетическую энергию электрона отдачи, если вследствие рассеяния длина волны фотона изменилась на h = 25 %. Ответ: Wк = 200 кэВ.
Задача 30. При комптоновском рассеянии энергия падающего фотона распределяется поровну между рассеянным фотоном и электроном отдачи. Угол рассеяния Ответ:
Задача 31. Фотон с энергией e = 250 кэВ рассеялся под углом Q = 1200 на свободном электроне, который первоначально покоился. Определить энергию рассеянного фотона. Ответ:
Задача 32. Рентгеновское излучение с длиной волны l = 20 пм испытывает комптоновское рассеяние под углом Q = 900. Найти изменение D l длины волны рентгеновского излучения при рассеянии, а также энергию и импульс электрона отдачи. Ответ: D l = 2, 42 пм, We = 6, 6 кэВ, Ре = 4, 4 . 10-23
Задача 33. Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии D l = 0, 0362 Ответ: 1200 или 2400.
Задача 34. Фотон с энергией e = 0, 4 МэВ рассеялся под углом 900 на свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи. Ответ:
Задача 35. Фотон Ответ: 70 %.
Задача 36. Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол, равный 1800? Энергия фотона до рассеяния равна 0, 255 МэВ. Ответ: 0, 5.
Задача 37. Угол рассеяния фотона Q = 900. Угол отдачи электрона 300 Определить энергию падающего фотона. Ответ: e = 0, 37 МэВ.
Задача 38. Задерживающее напряжение для платиновой пластинки (работа выхода 6, 3 эВ) составляет 3, 7 В. При тех же условиях для другой пластинки задерживающее напряжение равно 5, 3 В. Определите работу выхода электронов из этой пластинки. Ответ: А2 = 4, 7 эВ.
Задача 39. Определите, до какого потенциала зарядится уединенный серебряный шарик при облучении его ультрафиолетовым светом длиной волны l = 208 нм. Работа выхода электронов из серебра А = 4, 7 эВ. Ответ: j = 1, 28 В.
Задача 40. При освещении вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны l1 = 0, 4 мкм он заряжается до разности потенциалов j1 = 2 В. Определите, до какой разности потенциалов зарядится фотоэлемент при освещении его монохроматическим светом с длиной волны l2 = 0, 3 мкм. Ответ: j2 = 3, 04 В.
Задача 41. Плоский серебряный электрод освещается монохроматическим излучением с длиной волны l = 83 нм. Определите, на какое максимальное расстояние от поверхности электрода может удалиться фотоэлектрон, если вне электрода имеется задерживающее электрическое поле напряженностью Е = 10 Ответ: s = 1, 03 см.
Задача 42. Фотоны с энергией e = 5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода А = 4, 7 эВ. Определите максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона. Ответ: Pmax = 2, 96× 10-25
Задача 43. При освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны l = 310 нм фототок прекращается при некотором задерживающем напряжении. При увеличении длины волны на 25% задерживающее напряжение оказывается меньшим на 0, 8 В. Определите по этим экспериментальным данным постоянную Планка. Ответ: h = 6, 61× 10-34 Дж× с.
Задача 44. Определите длину волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения под углом J = 60° длина волны рассеянного излучения оказалась равной 57 пм. Ответ: l = 55, 8 пм.
Задача 45. Фотон с энергией e = 1, 025 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол рассеяния фотона, если длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны lс = 2, 43 пм. Ответ: J = 60°
Задача 46*. Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказывается, что длина волн рассеянного под углами J1 = 60° и J2 = 120° излучения отличаются в 1, 5 раза. Определите длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах. Ответ: l = 3, 64 пм.
Задач 47. Фотон с длиной волны l = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом J = 90° на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите: 1) изменение длины волны при рассеянии; 2) энергию электрона отдачи; 3) импульс электрона отдачи. Ответ: 1) Dl = 2, 43 пм; 2) We = 81, 3 кэВ; 3) ре = 1, 6 × 10-22
Задача 48. Фотон с энергией e = 0, 25 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите кинетическую энергию электрона отдачи, если длина волны рассеянного фотона изменилась на 20%. Ответ: Те = 41, 7 кэВ.
Задача 49. Фотон с энергией 0, 3 МэВ рассеялся под углом J = 180° на свободном электроне. Определите долю энергии фотона, приходящуюся на рассеянный фотон. Ответ:
Задача 50. Фотон с энергией 100 кэВ в результате комптоновского эффекта рассеялся при соударении со свободным электроном на угол J = Ответ: e¢ = 83, 7 кэВ.
|