Тест №4 (фотоэффект)

Тест №4 (2)

Вентильный фотоэффект …

Ответ:

3. состоит в возникновении фото–ЭДС вследствие внутреннего фотоэффекта вблизи поверхности контакта металл – проводник или полупроводник с p-n переходом.

Вентильный фотоэффект – это …

Ответ:

1. возникновение ЭДС (фото–ЭДС) при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла (при отсутствии внешнего электрического поля).

Внешний фотоэффект …

Ответ:

1. заключается в вырывании электронов с поверхности твердых и жидких веществ под действием света.

Внутренний фотоэффект …

Ответ:

2. заключается в вырывании электронов с поверхности твердых и жидких веществ под действием света.

Внутренний фотоэффект – это…

Ответ:

2. вызванные электро–магнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу.

В каком фотоэффекте под действием падающего света увеличивается концентрация свободных носителей тока?

Ответ: 2. Внутреннем.

В опыте Столетова заряженная отрицательная цинковая пластинка облучалась светом от вольтовой дуги. До какого максимального потенциала зарядится цинковая пластинка при облучении монохроматическим светом длиной волны =324 нм, если работа выхода электронов с поверхности цинка равна А_вых=3.74 эВ?

Ответ: 2. 1.71 В.

Выбиваемые светом при фотоэффекте электроны при облучении фотокатода видимым светом полностью задерживаются обратным напряжением U=1.2 В. Длина волны падающего света λ=400 нм. Определить красную границу фотоэффекта.

Ответ: 4. 652 нм.

Выберите верные утверждения:

1. Электроны вырываются из металла, если частота падающего на металл света меньше определенной частоты ν_гр.

2. Электроны вырываются из металла, если частота падающего на металл света больше определенной частоты ν_гр.

3. Электроны вырываются из металла, если длина волны падающего на металл света больше определенной длины волны λ_гр.

4. λ_гр – длина волны, которая постоянна для каждого металла.

5. ν_гр – частота своя для каждого вещества:

6. Электроны вырываются из металла, если длина волны падающего на металл света меньше определенной длины волны λ_гр.

Ответ: б) 2, 5.

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: 1. 4.7 эВ.

Известно, что длину волны падающего на металл света можно определить по формуле. Определить физический смысл коэффициентов a, b, c.

Ответ:

4. a – постоянная Планка, b – работа выхода, c – скорость света в вакууме.

Как изменится вид зависимости фототока от напряжения между фотокатодом и сеткой, если число фотонов, попадающих в единицу времени на фотокатод, уменьшится вдвое, а длина волны возрастет в 2 раза. Соотнести с графиком.

Ответ: 1.

Калий освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм. Определите наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится. Работа выхода электронов из калия равна 2.2 эВ.

Ответ: 3. 0.91 В.

Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при освещении металла с работой выхода А=2 эВ светом с длиной волны λ=550 нм?

Ответ: 1. 0.4 эВ.

Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при освещении металла с работой выхода А=2 эВ светом с длиной волны λ=6.2×10^-7 м?

Ответ: 10 эВ.

КПД 100–ваттной электролампы в области видимого света равен η=1%. Оценить число фотонов, излучаемых за одну секунду. Положить, что излучаемая длина волны равна 500 нм.

Ответ: 2. 2.5×10¹⁸ фот/с.

Красная граница фотоэффекта для некоторого металла λ₀. Чему равна кинетическая энергия фотоэлектронов при освещении этого металла светом с длиной волны λ (λ<λ₀). Постоянная Планка h, скорость света C.

Ответ: 3. h×C×(λ₀-λ)/λλ₀.

Красная граница фотоэффекта для некоторого металла _max=275 нм. Чему равно минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект?

Ответ: 1. 4.5 эВ.

Красная граница фотоэффекта для металла () равна 577 нм. Найдите минимальное значение энергии фотона (E_min), вызывающего фотоэффект

Ответ: 1. 2.15 эВ.

Красная граница фотоэффекта для металла () равна 550 нм. Найдите минимальное значение энергии фотона (E_min), вызывающего фотоэффект.

Ответ: 1. 2.24 эВ.

Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов …

Ответ:

2. не зависит от интенсивности падающего света.

Между фотокатодом и анодом расстояние S и приложена такая разность потенциалов, что наиболее быстрые фотоэлектроны могут пролететь только половину S. Какое расстояние они пролетят, если расстояние между электронами уменьшится вдвое пи той же разности потенциалов?

Ответ: S/4.

Наибольшая длина волны света, при которой происходит фотоэффект для вольфрама 275 нм. Найти наибольшую скорость электронов, вырываемых из вольфрама светом с длиной волны 250 нм.

Ответ: 2. 4×10⁵.

Найдите, до какого потенциала зарядится уединенный металлический шарик с работой выхода А=4 эВ при облучении светом с длиной волны λ=3×10^-7 м.

Ответ: 1. 0.14 В.

Найдите, до какого потенциала зарядится уединенный металлический шарик с работой выхода А=4 эВ при облучении светом с длиной волны λ=3×10^-7.

Ответ: 2. 8.5×10¹⁵.

Найти длину волны излучения, масса фотонов которого равна массе покоя электрона.

Ответ: 3. 2.43 пм.

Найти напряжение, при котором рентгеновская трубка работала бы так, что минимальная волна излучения была равна 0.5нм.

Ответ: 2. 24.8 кВ.

Найти частоту ν света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов Δφ=3 В. Граничная частота фотоэффекта ν₀=6×10¹⁴ Гц.

Ответ: 1. ν =13.2×10¹⁴ Гц.

На металлическую пластину падает монохроматический свет (λ=0.413 мкм). Поток фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, полностью задерживается, когда разность потенциалов тормозящего электрического поля достигает U=1 В. Определить работу выхода.

Ответ: 2. A=3.2×10^-19 Дж .

На поверхность металла ежесекундно падает 10¹⁹ фотонов монохроматического света мощностью 5 Вт. Чтобы прекратить эмиссию электронов нужно приложить задерживающую разность потенциалов 2 В. Определить работу выхода электронов (в эВ).

Ответ: 1. 1.125.

На поверхность металла ежесекундно падает 10¹⁹ фотонов монохроматического света мощностью 6.7 Вт. Чтобы прекратить эмиссию электронов, нужно приложить сдерживающую разность потенциалов 1.7 В. Определить:

а) работу выхода электронов

б) максимальную скорость фотоэлектронов.

Ответ: 1. а) 2.5 эВ; б) 7.7×10⁵ м/с.

На поверхность лития падает монохроматический свет с длиной волны λ=310 нм. Чтобы прекратить фототок необходимо приложить задерживающую разность потенциалов Uз не менее 1.7 В. Определить работу выхода электронов из лития.

Ответ: 2. 2.31 эВ.

На рисунке представлены вольтамперные характеристики двух фотокатодов, освещенных одним и тем же источником света. У какого фотокатода больше работа выхода?

Ответ: 2>1.

На рисунке изображена вольт-амперная характеристика фотоэлемента. Определить число N фотоэлектронов, покидающих поверхность катода в единицу времени.

Ответ: 4. 3.75×10⁹.

На рисунке 1 представлены вольтамперные характеристики одного фотоэлемента при освещении его монохроматическим светом от двух источников с частотами V₁ (кривая 1) и V₂ (кривая 2). Сравните величины световых потоков, считая что вероятность выбивания электронов не зависит от частоты.

Ответ: 2. Ф₁<Ф₂.

На рисунке 1 представлены вольтамперные характеристики одного фотоэлемента при освещении его монохроматическим светом от двух источников с частотами V₁ (кривая 1) и V₂ (кривая 2). Сравните частоты V₁ и V₂.

Варианты:

Ответ: 1. V₁>V₂.

На рисунке представлены вольтамперные характеристики для фотоэлемента. Какие утверждения верны? ν – частота падающего света, Ф – интенсивность.

Ответ: 1. ν₁>ν₂, Ф₁=Ф₂.

На рисунке показана зависимость задерживающей разности потенциалов Uз от частоты падающего света ν для некоторых материалов (1, 2). Как соотносятся работы выхода А_вых для этих материалов?

Ответ: 2. А₂>А₁.

На рисунке приведены вольтамперные характеристики одного фотоэлемента при освещении его монохроматическим светом от двух источников с частотами v_ и v₂. Сравните частоты v_ и v₂.

Ответ: 2.v_>v₂.

На рисунке изображена вольт амперная характеристика фотоэффекта. Определите, какая кривая соответствует большой освещенности (Ее) катода, при одинаковой частоте света.

Ответ: 1. Кривая 1.

На рисунке изображена вольт амперная характеристика фотоэффекта. Определите, какая кривая соответствует большей частоте света, при одинаковой освещенности катода.

Ответ: 3. Частоты равны.

На рисунке приведены вольтамперные характеристики одного фотоэлемента при освещении его монохроматическим светом от двух источников с частотами v_ и v₂.

Ответ: 2. v_>v_2.

На рисунке 1 представлены вольтамперные характеристики одного фотоэлемента при освещении его монохроматическим светом от двух источников с частотами n₁ (кривая 1) и n₂ (кривая 2). Сравните частоты n₁ и n₂.

Ответ: 1. n₁>n₂.

Определить работу выхода.

Ответ: 2. A=3.2×10^-19 Дж.

Определить работу выхода А электронов из натрия, если красная граница фотоэффекта lр=500 нм (h=6.62×10^-34 Дж×с, с=3×108м/с).

Ответ: 1. 2.49 эВ.

Определить максимальную скорость V_max фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра ультрофиолетовым излучением с длиной волны l=0.155 мкм. при работе выхода для серебра А=4.7 эВ.

Ответ: 1. 1.08 мм/с.

Определить длину волны «красной границы» фотоэффекта для алюминия. Работа выхода А_вых=3.74 Эв.

Ответ: 2. 3.32×10^-7.

Определить красную границу Lam фотоэффекта для цезия, если пи облучении его поверхности фиолетовым светом длинной волны λ=400 нм максимальная скорость фотоэлектронов равна 0.65 им/с (h=6.626×10^-34 Дж×с).

Ответ: 640нм.

Определить «красную границу» фотоэффекта для серебра, если работа выхода равна 4.74 эВ.

Ответ: 2. λ₀=2,64×10^-7 м.

Определите максимальную скорость фотоэлектронов, если фототок превращается при задерживающей разности потенциалов 1 В (заряд электрона 1.6×10^-19 Кл, масса электрона 9.1×10^-31 кг).

Ответ: 1. 0.6×10⁶ м/с.

Определить порядок зависимости

а) тока насыщения

б) числа фотоэлектронов, покидающих катод в единицу времени

при фотоэффекте от энергетической освещенности катода.

Ответ: 3. а) 1; б) 1.

Определить, сколько фотонов попадает за 1 минуту на 1 см² поверхности Земли, перпендикулярной солнечным лучам, если средняя длина волны солнечного света _ср=550 нм, солнечная постоянная =2 кал/(см² мин).

Ответ: 3. n=2.3×10¹⁹.

Определить скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра ультра фиолетовыми лучами (λ=0.15 мкм, m_э=9.1×10^-31 кг).

Ответ: 3. 1.1×10⁶ м/с.

От каких величин зависит "красная граница" n₀ фотоэффекта?

Ответ:

1. От химической природы вещества и состояния его поверхности.

Пластинку из цезия освещают светом с длиной волны =730 нм. Максимальная скорость вылета электронов v=2.5×10⁵ м/с. На пути светового пучка установили поляризатор. Степень поляризации P=0.16. Чему станет равна максимальная скорость вылета электронов, если работа выхода для цезия А_вых=1.89 эВ?

Ответ: 4. ν₁=2.5×10⁵ м/с.

Постоянная Планка h имеет размерность.

Ответ: 5. Дж×с.

Принято считать, что при фотосинтезе на превращение одной молекулы углекислого газа в углеводород и кислород требуется около 9 фотонов. Предположим, что длина волны, падающего на растение, равно на 670 нм. Каков КПД фотосинтеза? Учесть, что на обратную химическую реакцию требуется 29%.

Ответ: 2. 29%.

При замене одного металла другим длина волны, соответствующая "красной границе", уменьшается. Что можно сказать о работе выхода этих двух металлов?

Ответ: 2. У второго металла больше.

Принято считать, что при фотосинтезе на превращение одной молекулы углекислого газа в углеводород и кислород требуется около 9 фотонов. Предположим, что длина волны света, падающего на растение, равна 670 нм. Каков КПД фотосинтеза? Учесть, что при обратной химической реакции выделяется 4,9 эВ.

Ответ: 2. 29%.

Работа выхода электрона с поверхности одного металла A1=1 эВ, а с другого А2=2 эВ. Будет ли наблюдаться фотоэффект у этих металлов, если энергия фотонов падающего на них излучения равна 4.8×10^-19 Дж?

Ответ: 3. Будет для обоих металлов.

Работа выхода электрона с поверхности одного металла A1=1 эВ, а с другого А2=2 эВ. Будет ли наблюдаться фотоэффект у этих металлов, если энергия фотонов падающего на них излучения равна 2.8×10^-19 Дж?

Ответ:

1. Только для металла с работой выхода A1.

Работа выхода электрона с поверхности цезия равна А_вых=1,89 эВ. С какой максимальной скоростью v вылетают электроны из цезия, если металл освещен желтым светом с длиной волны =589нм?

Ответ: 4. ν=2.72×10⁵м/с.

Работа выхода электрона с поверхности одного металла А1=1 эВ, а с другого А2=2 эВ. Будет ли наблюдать фотоэффект у этих металлов, если энергия фотонов падающего на них света равна 4.8×10^-19 Дж?

Ответ: 4. Нет, для обоих металлов.

Размерность в системе СИ выражения h×k, где h – постоянная Планка, k – волновое число, есть:

Ответ: 5. кг×м/с.

Рентгеновская трубка, работующая под напряжением U=50 кВ и потребляющая ток силой I, излучает за время t N фотонов со средней длиной волны λ. Определить коэффициент полезного действия η.

Ответ: Nhc/IUtλ.

Сколько фотонов попадает за 1 с в глаза человека, если око воспринимает свет с длиной волны 1 мкм при мощности светового потока 4×10^-17 Вт?

Ответ: 1. 201.

Сколько фотонов содержит Е=10⁷ Дж излучений с длиной волны =1 мкм?

Ответ: 5. 04×10¹¹.

Фотокатод освещается различными монохроматическими источниками света. Зависимость фототока от напряжения между катодом и анодом при одном источнике света отображается кривой 1, а при другом кривой 2 (рис 1). Чем отличаются источники света друг от друга?

Ответ:

2. У первого источника света частота излучения больше, чем у второго.

Фотоны с энергией Е=5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода А=4.7 эВ. Определите максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона.

Ответ: 4. 2.96×10^-25 кг×м/с.

Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, полностью задерживаются при приложении обратного напряжения U=3 В. Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего монохроматического света ν=6×10¹⁴ с^-1. Определить работу выхода электронов из этого металла.

Ответ: 2. 2.48 эВ.

Фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла, полностью задерживаются при Uо=3 B. Фотоэффект для этого металла начинается при частоте n₀=6×10¹⁴ с^-1.Определите частоту падающего света.

Ответ: 1. 1.32×10¹⁵ с^-1.

Частоту падающего фотона можно рассчитать по формуле ν=a+cV². Выберите верные формулы для расчета коэффициентов c.

а) a=h/A_вых; c=m/2h.

б) a=h/A_вых; c=2h/m.

в) a=A_вых/h; c=2h/m.

г) нет верного ответа.

Ответ: г) нет верного ответа.

Частоту падающего фотона можно рассчитать по формуле ν=a+cV². Выберите верные формулы для расчета коэффициентов c.

а) a=h/A_вых; c=m/2h.

б) a=h/A_вых; c=2h/m.

в) a=A_вых/h; c=m/2h.

г) a=A_вых/h; c=2h/m.

Ответ: в) a=A_вых/h; c=m/2h.

Чему равна длина волны красной границы фотоэффекта для цинка? Работа выхода для цинка A=3.74 эВ (постоянная Планка h=6.6×10^-34 Дж×с; заряд электрона e=1.6×10^-19 Кл).

Ответ: 3. 3.3×10^-7 м.

Чему равна максимальная скорость электрона, выбитого с поверхности натрия (работа выхода – 2.28 эВ) светом с длиной волны 550 нм?

Ответ: 5. Нет правильного ответа.

Чему равна максимальная скорость электрона, выбитого с поверхности натрия (работа выхода – 2.28 эВ) светом с длиной волны 480 нм?

Ответ: 3. 3×105 м/с.

Электрон, ускоренный электрическим полем, приобрел скорость, при которой его масса стала равной удвоенной массе покоя. Найти разность потенциалов, пройденную электроном.

Ответ: 5. 0.51 мВ.

Энергия фотона монохроматического света с длиной волны λ равна:

Ответ: 1. hc/λ.