Задачи на фотоэффект егэ 11 класс

В сегодняшней статье нашей традиционной рубрики «физика» разбираем задачи на фотоэффект.

Подпишитесь на наш телеграм и не пропускайте важные новости. А на втором канале ищите скидки и приятные бонусы для клиентов.

Задачи на фотоэффект с решениями

Прежде чем приступать к решению задач, напоминаем про памятку и формулы. Эти материалы пригодятся при решении задач по любой теме.

Задача на фотоны и фотоэффект №1

Условие

Найти энергию фотона ε (в Дж) для  электромагнитного излучения с частотой ϑ=100·1014Гц.

Решение

Это типичная задача на энергию фотона. Применим формулу:

ε=hcλ=hϑ

Здесь h — постоянная Планка. Произведем расчет:

ε=6,63·10-34·10·1014=6,63·10-18Дж

Ответ: ε=6,63·10-18 Дж.

Задача на фотоны и фотоэффект №2

Условие

При фиксированной частоте падающего света в опытах №1 и №2 получены вольтамперные характеристики фотоэффекта (см. рис.). Величины фототоков насыщения равны I1 и I2, соответственно. Найти отношение числа фотоэлектронов N1 к N2 в этих двух опытах.

I1=13,5 мкАI2=10,6 мкА

Решение

Вольтамперная характеристика фотоэффекта показывает зависимость тока от напряжения между электродами. При выходе тока на насыщение все фотоэлектроны, выбитые из фотокатода, попадают на анод. Таким образом, величина тока насыщения пропорциональна числу фотоэлектронов. Тогда:

N1N2=I1I2=13,510,6=1,27

Ответ: 1,27.

Задача на фотоны и фотоэффект №3

Условие

На поверхность металла падают монохроматические лучи с длиной волны 0,1 мкм. Красная  граница фотоэффекта 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии? 

Решение

Энергия падающего фотона равна:

ε=hcλ

Далее для решения задачи примененим уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, которое можно записать в виде:

hcλ=hcλ0+Eк

Отсюда найдем кинетическую энергию:

Eк=hcλ-hcλ0=hcλ0-λλλ0

Чтобы найти искомую долю, разделим кинетическую энергию на энергию фотона:

W=Eкε=hcλ0-λλhc·λλ0=λ0-λλ0=3·10-7-10-73·10-7=0,667

Ответ: W=0,667.

Задача на фотоны и фотоэффект №4

Условие

Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из металла при его освещении лучами с длиной волны 325 нм, равна Tтax=2,3·10-19Дж. Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта. 

Решение

Формула Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:

hϑ=hcλ=A+Tmax

Отсюда работа выхода A равна:

A=hcλ-Tmax

Красная граница фотоэффекта определяется условием Tmax=0, поэтому получаем:

A=hcλ0λ0=hcA

Найдем:

A=6,63·10-34·3·1083,25·10-7-2,3·10-9=3,81·10-19 Дж

λ0=6,63·10-34·3·1083,81·10-19=520 нм

Ответ: A=3,81·10-19Дж; λ0=520 нм.

Задача на фотоны и фотоэффект №5

Условие

Наибольшая длина волны света λ0, при которой еще может наблюдаться фотоэффект на сурьме, равна 310 нм. Найдите скорость электронов, выбитых из калия светом с длиной волны 140 нм. 

Решение

Красная граница фотоэффекта определяется условием Tmax=0, поэтому для работы выхода получаем:

A=hcλ0

Формула Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:

hcλ=A+Tmax

Учитывая, что Tmax=mv2max2, определим максимальную скорость электронов при фотоэффекте:

vmax=2hcm1λ-1λ0

Произведем вычисления:

vmax=2·6,63·10-349,1·10-3111,4·10-7-13,1·10-7=1,3·106 мс

Ответ: 1,3·106 мс.

Вопросы с ответами на тему «Фотоны и фотоэффект»

Вопрос 1. В чем суть фотоэффекта?

Ответ. Фотоэффект — это явление «выбивания» электронов из вещества под действием света (электромагнитного излучения).

Вопрос 2. Что такое ток насыщения?

Ответ. Ток насыщения при фотоэффекте — максимальное значение фототока.

Вопрос 3. Что такое красная граница фотоэффекта?

Ответ. Это минимальная частота или максимальная длина волны света излучения, при которой еще возможен внешний фотоэффект.

Вопрос 4. Что такое работа выхода?

Ответ. Это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы выбить его из металла.

Вопрос 5. Что такое квант?

Ответ. Неделимая порция какой-либо величины в физике.

Нужна помощь в решении задач и выполнении других типов заданий? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся по любому вопросу.

Слайд 1

ФОТОЭФФЕКТ решение задач части 2 © ГБОУ СОШ № 591 Невского района Санкт-Петербурга Учитель: Григорьева Л.Н.

Слайд 3

Задача (М, Б. Демидова, В. А. Грибов, А. И. Гиголо ; 1000 задач с ответами и решениями. Физика., М., «Экзамен», 2020) № 17, стр. 222 Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны Каков максимальный импульс фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Дж?

Слайд 4

Дано: м Дж Дж · с кг Решение 1) Максимальный импульс фотоэлектронов определяется их максимальной скоростью : 2) Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов 3) Выразим скорость: 4 ) Максимальный импульс будет равен: справочные данные

Слайд 5

Подставим значения величин: Ответ:

Слайд 6

Задача (М, Б. Демидова, В. А. Грибов, А. И. Гиголо ; 1000 задач с ответами и решениями. Физика., М., «Экзамен», 2020) № 20, стр. 222 При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная частота падающего света была равна Гц. Какова длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла?

Слайд 7

Дано: м/с Решение Запишем уравнение для фотоэффекта: Кинетическая энергия фотоэлектронов определяет запирающее напряжение: При изменение частоты падающего света «красная граница» фотоэффекта ( ) не изменяется. Поэтому для ситуации в задаче можно записать: e

Слайд 8

Решим систему полученных уравнений: разделим первое уравнение на второе Подставим значения величин: м Ответ : м

Слайд 9

Задача (М, Б. Демидова, В. А. Грибов, А. И. Гиголо ; 1000 задач с ответами и решениями. Физика., М., «Экзамен», 2020) № 24, стр. 223 Фотокатод облучают светом с длиной волны . Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода . Какое напряжение нужно создать между анодом и катодом, чтобы фототок прекратился?

Слайд 10

Дано: Кл Решение U : , Подставим значения величин: Ответ:

Слайд 11

Задача (М, Б. Демидова, В. А. Грибов, А. И. Гиголо ; 1000 задач с ответами и решениями. Физика., М., «Экзамен», 2020) № 32 , стр. 225 При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов Какова работа выхода , если максимальная энергия ускоренных электронов равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?

Слайд 12

Дано: Дж Кл Решение: Энергия падающих квантов, полученная электроном: Пройдя ускоряющую разность потенциалов в электрическом поле между катодом и анодом, электрон приобретает энергию Эта энергия равна сумме кинетической энергии электрона, полученной от фотона и потенциальной энергии , приобретенной после прохождения ускоряющей разности потенциалов: = по условию =

Слайд 13

Составим систему уравнений и решим ее: = 4) Вычисления : Дж Ответ: Дж

Слайд 14

Задача (М, Б. Демидова, В. А. Грибов, А. И. Гиголо ; 1000 задач с ответами и решениями. Физика., М., «Экзамен», 2020) № 3 5 , стр. 226 Фотокатод с работой выхода Дж освещается светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 2 см. какова частота падающего света?

Слайд 15

Дано: Тл м Дж ·с кг Кл Решение По уравнению фотоэффекта: Скорость электронов, вылетевших из катода: В магнитном поле на движущийся электрон действует сила Лоренца: По второму закону Ньютона: , Объединим выражения для силы Лоренца:

Слайд 16

Выразим скорость электрона : Приравняем выражения для скорости: Возведем в квадрат левую и правую части полученного уравнения: Решим уравнение относительно : + Гц Ответ: Гц

Слайд 17

Задача (М, Б. Демидова, В. А. Грибов, А. И. Гиголо ; 1000 задач с ответами и решениями. Физика., М., «Экзамен», 2020) № 42 , стр. 227 Для разгона космических аппаратов и коррекции их орбит предложено использовать солнечный парус – скрепленный с аппаратом легкий экран большой площади из тонкой пленки, которая зеркально отражает солнечный свет. Какой должна быть площадь паруса S , чтобы аппарат массой 500 кг (включая массу паруса) имел ускорение ? Мощность W солнечного излучения, падающего на 1 м² поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, составляет 1370 Вт/м².

Слайд 18

Дано: Решение По второму закону Ньютона сила, действующая на солнечный парус: При зеркальном отражении фотонов солнечного света происходит изменение их импульса: и — изменение импульса фотона и энергия фотона соответственно 3) ,

Слайд 19

Объединяем полученные уравнения: , отсюда Подставим значения величин: Ответ:



Решение задач «Фотоэффект»

Решение задач на использование законов фотоэффекта (подготовка к ЕГЭ)

Кучерявенко Владимир Николаевич

учитель физики МКОУ «Нижнесмородинская средняя общеобразовательная школа»

Поныровского района Курской области

Цель занятия: — повторить законы фотоэффекта и уравнение Эйнштейна для фотоэффекта; — познакомиться с различными типами задач по фотоэффекту; — подробно разобрать решение различных по уровню сложности экзаменационных задач, соответствующих демоверсии КИМ ЕГЭ по физике 2020 года.

План занятия:

1. Повторение законов фотоэффекта и уравнения Эйнштейна.

2. Применение полученных знаний на практике:

• решение качественных и графических задач на использование законов фотоэффекта;
• решение расчётных задач на применение уравнения фотоэффекта;
• решение комбинированных задач.

Фотоэффект

Фотоэффектом называется явление выбивания электронов из вещества под действием света.

Первый закон фотоэффекта

Количество фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

ν 1 = ν 2

Второй закон фотоэффекта:

Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света не зависит от интенсивности падающего света.

Третий закон фотоэффекта

Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота  min , ниже которой фотоэффект не возможен .

Уравнение Эйнштейна

hν = A +

•  

Энергия фотона расходуется на:

• совершение работы выхода электрона с поверхности металла

• сообщение электрону кинетической энергии

Типы задач на фотоэффект

1) Качественные задачи на применение законов фотоэффекта;

2) Качественные графические задачи;

3) Расчётные задачи с использованием уравнения Эйнштейна;

4) Комбинированные расчётные задачи.

Решение качественных задач на применение законов фотоэффекта

Задача 1 (базовый уровень)

При увеличением интенсивности света, падающего на фотокатод

• уменьшается максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
• увеличивается число фотоэлектронов
• увеличивается скорость фотоэлектронов
• увеличивается работа выхода электронов

Решение. По ‌ I закону фотоэффекта увеличение интенсивности света приводит к увеличению числа фотоэлектронов.

Правильный ответ: 2

Задача 2 (базовый уровень)

При изучении фотоэффекта увеличили частоту излучения без изменения светового потока. При этом…

• Увеличилось количество вылетающих из металла электронов
• Увеличилась скорость вылетающих электронов
• Увеличилась сила фототока насыщения
• Увеличилась работа выхода электронов из металла

Решение. Согласно II закону фотоэффекта при увеличении частоты света увеличится линейно связанная с частотой кинетическая энергия, соответственно и скорость.

Правильный ответ: 2

Задача 3 (базовый уровень)

При фотоэффекте с увеличением длины волны падающего света работа выхода фотоэлектронов

• уменьшается
• увеличивается
• не изменяется
• увеличивается или уменьшается в зависимости от кинетической энергии фотоэлектронов

Решение. Согласно II ‌ I ‌ закону фотоэффекта, каждому веществу соответствует своя красная граница фотоэффекта. Следовательно, при увеличении длины волны, работа выхода не изменяется.

Правильный ответ: 3

Задача 4 (повышенный уровень)

Металлическую пластину освещали монохроматическим светом с длиной

волны λ=500 нм одинаковой интенсивности. Что происходит с частотой

падающего света, импульсом фотонов и кинетической энергией вылетающих

электронов при освещении этой пластины монохроматическим светом с

длиной волны λ=700нм? К каждому элементу первого столбца подберите

соответствующий элемент из второго и внесите строку ответов выбранные

цифры под соответствующими буквами.

Физические величины Характер изменений

А. частота падающего излучения 1) увеличивается

Б. импульс фотонов 2) уменьшается

В. кинетическая энергия вылетающих 3) не изменяется

электронов

Решение задачи на следующем слайде

Задача 4 (решение)

А . Частота падающего света уменьшается, т.к.

•  

ν = с/λ

Б. Импульс фотонов уменьшается, т.к. p = h/λ

В. Кинетическая энергия вылетающих электронов уменьшается, т.к. Е кин = – А

Правильный ответ:

Решение качественных графических задач на применение законов фотоэффекта

Задача 5 (базовый уровень)

•  

На рисунке представлен график

зависимости максимальной

кинетической энергии фотоэлектронов от

частоты фотонов, падающих на

поверхность катода. Какова работа выхода

электрона с поверхности катода?

• 1 эВ
• 1,5 эВ
• 2 эВ
• 3,5 эВ

Решение. По ‌ уравнению Эйнштейна для фотоэффекта

hν = A + кин По графику находим, что при частоте равной 0,

кин = -1,5 эВ Тогда А= — Е кин =-(-1,5 эВ)=1,5 эВ

Правильный ответ: 2

Задача 6 (базовый уровень)

Слой оксида кальция облучается светом и испускает электроны. На рисунке показан график изменения максимальной энергии фотоэлектронов в зависимости от частоты падающего света. Какова работа выхода фотоэлектронов из

•  

оксида кальция?

1) 0,7 эВ

2) 1,4 эВ

3) 2,1 эВ

4) 2,8 эВ

Решение. По ‌ графику определим численное значение ν min =0,510 15 Гц

По формуле для работы выхода А=hν min = 6,6210 –34 *0,510 15 =

=3,3110 -19 Дж 2,1 эВ

Правильный ответ: 3

Задача 7 (базовый уровень)

На рисунке представлен график зависимости

силы фототока в фотоэлементе от приложенного к нему

напряжения. В случае увеличения интенсивности

падающего света той же частоты график изменится. На

каком из приведенных ниже графиков правильно

показано изменение графика?

Решение. Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта через задерживающее напряжение : hν = A + eU з

так как задерживающее напряжение не меняется , а увеличение

интенсивности приводит к увеличению числа электронов, то график

будет сдвигаться вверх.

Правильный ответ: 2

Решение расчётных задач с использованием уравнения Эйнштейна.

Е ф = А вых + Е кин ,

где Е ф = h ν , А вых = hν = , кин = .

Е ф = А вых + e U з , Е кин =еU з

Задача 8(повышенный уровень) Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода фотоэлектронов. Какова энергия фотонов?

Дано:

Решение:

•  

Е кин = 10 эВ

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта Е ф = А вых + Е кин

Е ф = 3А вых

Т.к. Е ф = 3А вых , то А вых = , тогда имеем Е ф = + Е кин

_____________

Решаем уравнение относительно Е ф

Е ф -?

Е ф = Е кин = 15 эВ

Ответ: 15 эВ.

Задача 9(повышенный уровень) Фотокатод освещается монохроматическим светом , энергия которого равна 4эВ. Чему равна работа выхода материала катода, если задерживающее напряжение равно 1,5 В?

•  

Дано:

Е ф= 4 эВ=6,410 -19 Дж

Uз= 1,5 В

e =1,610 -19 Кл

____________

А вых -?

•  

Решение:

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта Е ф = А вых + Е кин . Т.к. Е кин =еU з , то Е ф = А вых + еU з .

Выразим работу выхода

А вых = Е ф — еU з

Вычислим:

А вых = 6,410 -19 — 1,610 -19 *1,5 = 410 -19 (Дж)

Ответ: 410 -19 Дж

4

Задача 10(повышенный уровень) Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны λ= 531 нм. Какова максимальная скорость фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла А вых = 1,2 эВ.

Решение:

•  

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта h ν = A вых +

Отсюда выразим скорость . Подставим и получим ответ : 6,310 5 м/с

•  

Дано:

=531 нм=5,3110 -7 м

А вых =1,2эВ =1,9210 -19 Дж

m e =9,110 -31 кг

h=6,6210 –34 Джс

с= 310 8 м/с

________________

— ?

Решение комбинированных расчётных задач с использованием уравнения Эйнштейна.

Задача 11(высокий уровень) Фотоны, имеющие энергию 5 эВ, выбивают электроны с поверхности металла. Работа выхода электронов из металла равна 4,7 эВ. Какой импульс приобретает электрон при вылете с поверхности металла?

Решение:

•  

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта hν= А + Е кин

Кинетическая энергия

фотоэлектронов

Следовательно, решая совместно уравнения получим:

Вычислим: р= 310 -25 кгм/с

•  

Дано:

hν = 5 эВ=810 -19 Дж

А = 4,7 эВ=

=7,5210 -19 Дж

m e =9,110 -31 кг

_______________

p — ?

Задача 12(высокий уровень) Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,42  10 –19  Дж), освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3  10 –4  Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности, по которой движутся электроны?

Дано:

РЕШЕНИЕ:

•  

•  

Электрон в магнитном поле движется по окружности с ускорением a= . Вызвано силой Лоренца F=eB и в соответствии со 2-м законом Ньютона ma=F, тогда = . Решая систему уравнений , окончательно получим R=. Ответ: 4,710 -3 м

А= 4,42  10 –19  Дж

=300 нм=

= 310 -7 м

В= 8,3  10 –4  Тл

h=6,62 10 –34 Джс

с= 310 8 м/с

m e =9,110 -31 кг

_________________

R — ?

Задача 13(высокий уровень) Металлическая пластина облучается светом частотой 1,610 15  Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости поля Е направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Определите работу выхода электронов из данного металла, если на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ.

Решение: Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта hν = A (1) . В электрическом поле на электрон действует сила, направленная противоположно вектору напряжённости, поэтому фотоэлектроны будут ускорятся и на расстоянии L их максимальная кинетическая энергия равна Ԑ= + еU (2). Т.к. поле однородно и напряжённость перпендикулярна пластине, то U=EL (3) . Решая систему уравнений (1), (2) и (3), находим hν= A + Ԑ — eEL . Отсюда A= hν — Ԑ + eEL =(6,62 10 –34 1,610 15 )/ 1,610 -19 -15,9 + 130= 3,7 эВ

•  

Ответ: 3,7 эВ

•  

Дано:

ν= 1,610 15 Гц

Е= 130 В/м

Ԑ= 15,9 эВ

L= 10 см=0,1 м

h=6,62 10 –34 Джс

______________

А — ?

Задача 14(высокий уровень) В вакууме находится два кальциевых электрода, к которым подключён конденсатор ёмкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок между электродами, возникающий в начале прекращается, а на конденсаторе появляется заряд 5,5 10 –9 Кл. «Красная граница» фотоэффекта для кальция λ max =450 нм. Определите частоту световой волны, освещающий катод. Ёмкостью системы электродов пренебречь.

Решение: Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: hν = A Е к . Работа выхода A= . Фототок прекращается, когда Е к =eU , где U – напряжение на конденсаторе. Заряд конденсатора

•  

•  

Дано:

С=4000 пФ= 410 –9  Ф

q= CU . В результате получаем:

q= 5,5 10 –9 Кл

ν= + . Подставив данные, получим 10 15  Гц. Ответ: ν 10 15  Гц

λ max =450 нм=4,510 –9 м

h=6,62 10 –34 Джс

с= 310 8 м/с

________________

ν — ?

Задача 15(высокий уровень) Электроны, вылетающие в положительном направлении оси Ох под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть частота падающего света ν, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена против оси Оу? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 310 2 В/м, индукция магнитного поля 10 -3 Тл. Оси Ох, Оу и Оz взаимно перпендикулярны.

F л или Е В (3). Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта определяет максимальную скорость фотоэлектрона: Е= 310 2 В/м hν = A вых + (4). Из (1) – (4) получаем: В= 10 -3 Тл ν Ответ: ν m e =9,110 -31 кг h=6,62 10 –34 Джс _______________ ν — ? » width=»640″

Решение задачи №15

Дано:

Решение: Модуль силы, действующей на электрон со стороны электр. поля Е, не зависит от скорости: F э = еЕ (1) , а модуль силы Лоренца прямо пропорционален скорости электрона: F л = е В (2). Чтобы электроны отклонялись в сторону, противоположную оси Оу, должно быть

•  

•  

А= 2,39 эВ= 3,824  10 –19  Дж

F э F л или Е В (3). Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта определяет максимальную скорость фотоэлектрона:

Е= 310 2 В/м

hν = A вых + (4). Из (1) – (4) получаем:

В= 10 -3 Тл

ν

Ответ: ν

m e =9,110 -31 кг

h=6,62 10 –34 Джс

_______________

ν — ?

Домашнее задание

• ФИПИ. Открытый банк заданий ЕГЭ физика: http:// 85.142.162.119/os11/xmodules/qprint/index.php?proj=BA1F39653304A5B041B656915DC36B38

• Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. Интерактивные задачи по физике: http://school-collection.edu.ru/catalog/rubr/fb011676-b857-2653-941d-4dbaef589fa5/45269/?interface=themcol

Спасибо за внимание

Используемые источники:

• ФИПИ. Открытый банк заданий ЕГЭ физика: http:// 85.142.162.119/os11/xmodules/qprint/index.php?proj=BA1F39653304A5B041B656915DC36B38

• ЕГЭ. Физика. Типовые экзаменационные варианты. П/р

М.Ю. Демидовой. Национальное образование. Москва.

2016 г.

• В.Г. Ильин, Л.А. Микасон, Л.А. Солдатов. Как сдать ЕГЭ по

физике на 100 баллов. Ростов н/Д. Феникс, 2004 г.

Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь  похожее условие и решить свою по аналогии.   Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков.  Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.

Явление фотоэффекта заключается в испускании веществом электронов под действием падающего света. Теория фотоэффекта разработана Эйнштейном и заключается в том, что поток света представляет собой поток отдельных квантов(фотонов) с энергией каждого фотона hn. При попадании фотонов на поверхность вещества часть из них передает свою энергию электронов. Если этой энергия больше работы выхода из вещества, электрон покидает металл. Уравнение эйнштейна для фотоэффекта:  где  — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона. 

Длина волны красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 307 нм. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов – 1 эВ. Найти отношение работы выхода электрона к энергии падающего фотона. 

Частота света красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 6*10¹⁴ Гц, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов – 2В. Определить частоту падающего света и работу выхода электронов. 

Работа выхода электрона из металла составляет 4,28эВ. Найти граничную длину волны фотоэффекта.

На медный шарик радает монохроматический свет с длиной волны 0,165 мкм. До какого потенциала зарядится шарик, если работа выхода электрона для меди 4,5 эВ?

Работа выхода электрона из калия составляет 2,2эВ, для серебра 4,7эВ. Найти граничные длину волны фотоэффекта.

Длина волны радающего света 0,165 мкм, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов 3В. Какова работа выхода электронов?

Красная граница фотоэффекта для цинка 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на цинк падает свет с длиной волны 200нм.

На металл с работой выхода 2,4эВ падает свет с длиной волны 200нм. Определить задерживающую разность потенциалов. 

На металл  падает свет с длиной волны 0,25 мкм, задерживающая разность потенциалов при этом 0,96В. Определить работу выхода электронов из металла. 

При изменении длины волны падающего света  максимальные скорости фотоэлектронов изменились в 3/4 раза. Первоначальная длина волны 600нм, красная граница фотоэффекта 700нм. Определить длину волны после изменения. 

Работы выхода электронов для двух металлов отличаются в 2 раза, задерживающие разности потенциалов — на 3В. Определить работы выхода. 

Максимальная скорость фотоэлектронов равно 2,8*10⁸ м/с. Определить энергию фотона. 

Энергии падающих на металл фотонов равны 1,27 МэВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов. 

Максимальная скорость фотоэлектронов равно 0,98с, где с — скорость света в вакууме. Найти длину волны падающего света. 

Энергия фотона в пучке света, падающего на поверхность металла, равно 1,53 МэВ. Определить максимальную скорость фотоэлектронов. 

На шарик из металла падает свет с длиной волны 0,4 мкм, при этом шапик заряжается до потенциала 2В. До какого потенциала зарядится шарик, если длина волны станет равной 0,3 мкм?

После изменения длины волны падающего света в 1,5 раза задерживающая разность потенциалов изменилась с 1,6В до 3В. Какова работа выхода?

Красная граница фотоэффекта 560нм, частота падающего света 7,3*10¹⁴ Гц. Найти максимальную скорость фотоэлектронов. 

Красная граница фотоэффекта 2800 ангстрем, длина волны падающего света 1600 ангстрем. Найти работу выхода и максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона.

Задерживащая разность потенциалов 1,5В, работа выхода электронов 6,4*10^-19 Дж. Найти длину волны падающего света и красную границу фотоэффекта.

Работа выхода электронов из металла равна 3,3 эВ. Во сколько раз изменилась кинетическая энергия фотоэлектронов. если длина волны падающего света изменилась с 2,5*10^-7м до 1,25*10^-7м?

Найти максимальную скорость фотоэлектронов для видимого света с энергией фотона 8 эВ и гамма излучения с энергией 0,51 МэВ. Работа выхода  электронов из металла 4,7 эВ.

Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 3,7 В. Работа выхода электронов равна 6,3 эВ. Какая работа выхода электронов у другого металла, если там фототок прекращается при разности потенциалов, большей на 2,3В.

Работа выхода электронов из металла 4,5 эВ, энергия падающих фотонов 4,9 эВ. Чему равен максимальный импульс фотоэлектронов?

Красная граница фотоэффекта 2900 ангстрем, максимальная скорость фотоэлектронов 10⁸ м/с. Найти отношение работы выхода электронов к энергии палающих фотонов. 

Длина волны падающего света 400нм, красная граница фотоэффекта равна 400нм. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов?

Длина волны падающего света 300нм, работа выхода электронов 3,74 эВ. Напряженность задерживающего электростатического поля 10 В/см.Какой максимальный путь фотоэлектронов при движении в направлении задерживающего поля?

Длина волны падающего света 100 нм, работа выхода электронов 5,30эВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.

При длине волны радающего света 491нм задерживающая разность потенциалов 0,71В. Какова работа выхода электронов? Какой стала длина волны света, если  задерживающая разность потенциалов стала равной 1,43В?

Кинетическая энергия фотоэлектронов 2,0 эВ, красная граница фотоэффекта 3,0*10¹⁴ Гц. Определить энергию фотонов.

Красная граница фотоэффекта 0,257 мкм, задерживающая разность потенциалов 1,5В. Найти длину волны падающего света.

Красная граница фотоэффекта 2850 ангстрем. Минимальное значение энергии фотона, при котором возможен фотоэффект?

Ниже вы можете посмотреть обучаюший видеоролик на тему фотоэффекта и его законов.

Задачи на фотоэффект: определение красной границы, работы выхода, массы фотона.

Задача 1.

Красная граница фотоэффекта для натрия нм. Найти работу выхода электрона из натрия.

Работа выхода (Дж) определяется формулой:

Выражая в эВ, получим

Ответ: Дж, или 2,27 эВ.

Задача 2.

Какова наименьшая частота света, при которой еще наблюдается фотоэффект, если работа выхода электрона из металла   Дж?

Из формулы предыдущей задачи имеем:

Ответ: длина волны 600 нм, частота Гц.

Задача 3.

Вычислить длину волны красной границы фотоэффекта для серебра. 19.62.

Работа выхода для серебра равна Дж. Тогда длина волны равна

Ответ: м, или 300 нм.

Задача 4.

Красная граница фотоэффекта для некоторого металла . Чему равно минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект?

Минимальная энергия фотона – такая, что вызывает выход электрона из металла, но на сообщение электрону кинетической энергии ее уже не хватает. Поэтому

В электронвольтах это

Ответ: Дж, или 4,5 эВ.

Задача 5.

Будет ли наблюдаться фотоэффект, если работа выхода электрона из металла  Дж, а свет имеет длину волны м?

Сравним работу выхода и минимальную энергию фотона. Если окажется, что работа выхода больше энергии фотона, то фотоэффект не будет происходить.

Так как , то фотоэффект будет наблюдаться.

Задача 6.

Красная граница фотоэффекта для некоторого металла . Какова масса фотона, вызывающего фотоэффект?

Ответ: кг.

Задача 7.

Для некоторого металла красная граница фотоэффекта Гц. Определить работу выхода электрона из этого металла.

В электронвольтах это

Ответ: Дж, или 1,78 эВ.

Рассмотрены задачи третьей части ЕГЭ по физике, включающие законы фотоэффекта и теории электрического поля. Приведены примеры различных задач экзаменов прошлых лет и их подробные решения.

Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?

Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.

Быстро и объективно проверять знания учащихся.

Сделать изучение нового материала максимально понятным.

Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.

Наладить дисциплину на своих уроках.

Получить возможность работать творчески.