Решение задач - Урок 6 - Световые кванты - Квантовая физика

Цель: отработка навыков решения задач.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение

- В чем заключается явление фотоэффекта?

- Когда и кем было открыто явление фотоэффекта?

- Нарисуйте схему установки опыта Герца?

- Нарисуйте и объясните опыт Л. Г. Столетова.

- Объясните законы фотоэффекта с точки зрения квантовой теории света.

- Напишите формулу Эйнштейна для фотоэффекта и объясните ее физическую суть.

- Каково условие существования фотоэффекта?

- Что называется красной границей фотоэффекта?

- Запишите формулу для красной границы фотоэффекта.

- Почему энергия фотоэлектронов определяется только частотой света?

III. Решение задач

1. Найдите частоту v света, которым освещается поверхность металла, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона К = 4,5 · 10^-20 Дж; работа выхода электрона из металла А = 7,6 · 10^-19 Дж; постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж·с.

(Ответ: .)

2. Свет с длиной волны λ = 589 нм падает на поверхность цезия. Найдите величину и максимальной скорости фотоэлектронов. Работа выхода электрона из цезия А = 1,89 эВ; постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10⁸ м/с; масса электрона m = 0,9 · 10^-30 кг.

1 эВ = 1,6 · 10^-19 Дж.

(Ответ: .)

3. Какой должна быть длина λ электромагнитного излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте величина максимальной скорости вылетающих электронов была равна v = 7,2 · 10⁵ м/с. Работа выхода электрона из кадмия А = 4,1 эВ; постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10⁸ м/с; масса электрона m = 0,9 · 10^-30 кг.

1 эВ = 1,6 · 10^-19 Дж.

(Ответ: .)

4. Найдите длину волны λ света, который способен выбить из цезиевого образца электрон с максимальной кинетической энергией К = 2 эВ. Работа входа электрона из цезия А = 1,89 эВ; постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10⁸ м/с.

1 эВ = 1,6 · 10¹⁹ Дж.

(Ответ: .)

5. Излучение с длиной волны λ = 0,3 мкм падает на металлическую пластинку. Красная граница фотоэффекта для металла, из которого изготовлена пластина, равна v_k = 4,3 · 10¹⁴ Гц. Найдите в электрон-вольтах кинетическую энергию К фотоэлектронов. Постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10⁸ м/с.

1 эВ = 1,6 · 10^-19 Дж.

(Ответ: .)

6. При поочередном освещении поверхности некоторого металла светом с длинами волн λ₁ = 0,35 мкм и λ₂ = 0,54 мкм обнаружили, что соответствующие максимальные скорости фотоэлектронов отличаются в n = 2 раза. Найдите в электрон-вольтах работу выходу А электрона с поверхности металла. Постоянная Планка h = 6,6 · 10^-34 Дж·с; скорость света в вакууме с = 3 · 10⁸ м/с.

1 эВ = 1,6 · 10^-19 Дж.

(Ответ: .)

7. Красная граница фотоэффекта для материала фотокатода соответствует длине волны λ_k = 700 нм. Отношение максимальных скоростей фотоэлектронов, вылетающих из катода при освещении его светом с длинами волн λ₁ и λ₂, равно n = 3/4. Определите λ₂, если λ₁ = 600 нм.

(Ответ: .)

IV. Подведение итогов урока

Домашнее задание

Р - 1106; Р - 1107.