Фотоэффект (задачи с решением)

Решение задач по теме:" Фотоэффект"

1. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для натрия составляет 530 нм. Определите работу выхода электронов из натрия.

Д ано: CИ

λ_кр = 530 нм 530∙ 10 ^-9 м

c = 3∙ 10⁸ м/с

h = 6, 63 ∙ 10³⁴Дж×с

_________________

А_вых-?

Решение:

Работа выхода в Дж находится по формуле А_вых = hν_кр ,

= λ*ν, так как скорость равна скорости света с, то с = λ*ν, отсюда ν =

А_вых =

А_вых = 6, 6 ∙ 10^-34  ∙ 3 ∙10⁸/ 530 ∙ 10^-9 = 3,73 ∙10^-17 Дж

Выразим работу выхода в эВ. Знаем, что 1эВ = 1,6 ∙10 ^-19 Дж

А_вых =А _вых / 1,6 ∙10 ^-19 Дж =2, 34 эВ

Ответ: 2, 34 эВ

2.Определить наибольшую длину волны света, при которой может проходить фотоэффект, если работа выхода 8,5∙ 10 ^{- 19} Дж.

Д ано: Решение:

А_вых =  8,5∙ 10 ^{- 19} Дж А_вых = hν_кр , А_вых = ,

c = 3∙ 10⁸ м/с λ_кр = ,

h = 6, 63 ∙ 10³⁴Дж×с λ_кр = 6, 63 ∙ 10³⁴Дж×с 3∙ 10⁸ м/с / 8,5∙ 10 ^{- 19} Дж =

λ_кр -? = 2,34∙ 10 ^-7 м

Ответ: 2,34∙ 10 ^-7 м

3 Работа выхода из металла равна 4, 28 эВ. Найти красную границу фотоэффекта.

Д ано: Решение:

А_вых = 4,28 эВ А_вых = hν_кр , А_вых = , λ_кр = ,

λ_кр -?

λ_кр =6, 63 ∙ 10^-34Дж×с 3∙ 10⁸ м/с / 4,28 эВ ∙ 1,6 ∙ 10^-19 =

= 4,65∙ 10 ^-7 м

5. Найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении лучами с длиной волны 345 нм. Работа выхода 2,26 эВ.

Дано: Решение:

λ = 345 нм hν = А _вых + Е_к , = А _вых + Е_к

А_вых = 2,26 эВ Е_к = - А _вых ,

m=9,1 10 ^-31 кг Е_к =6, 63 ∙ 10^-34Дж×с 3∙ 10⁸ м/с / 345 ∙10 ^-9м - 2,26 ∙1.6 ∙10 ^{- 19}=

=0,0576 ∙10 ^-17 -3,616∙10 ^-19 =5,76 ∙10 ^-19 -3,616∙10 ^-19 = Е_к -? =2,14∙10 ^-19 Дж

Ответ: 2,14 ∙10 ^-19 Дж

6.Найти работу выхода для некоторого металла , если красная граница равна 307 нм.

Дано: Решение:

λ_кр = 307 нм А_вых =

А_вых  -? А_вых = 6, 63 ∙ 10^-34Дж×с 3∙ 10⁸ м/с / 307 ∙10 ^-9 м=

= 0,0648 ∙10 ^-17 Дж = 6,48 ∙10 ^-19 Дж

Ответ: 6,48∙10 ^-19 Дж

7. Частота света красной границы некоторого металла 6 ∙10 ¹⁴ Гц, задерживающее напряжения 2В. Найти частоту падающего света.

Дано: Решение:

U з = 2 В hν = А _вых + Е_к

ν_кр = 6 ∙10 ¹⁴ Гц hν = h ν_кр + Е_к hν = h ν_кр + eUз

ν -? ν= ν_кр + eUз/ h

ν= 6 ∙10 ¹⁴ Гц + 1, 6 ∙10 ^-19 Кл ∙2В / 6,63 ∙10 ^-34 Дж с =

= 6 ∙10 ¹⁴ Гц + 0,48 ∙10 ¹⁵ Гц =1,1∙10 ¹⁵ Гц

Ответ: 1,1∙10 ¹⁵ Гц

8. На медный шарик падает монохроматический свет с длиной волны

0,165 мкм. Найти разность потенциалов, если работа выхода 4,5эВ.

Дано: Решение:

λ = 0,165 мкм

А _{вы х} = 4,5 эВ = А _вых + е U , е U = - А _вых

U = ( - А _вых ) / е

U-? U = ( 6, 63 ∙ 10^-34Дж×с 3∙ 10⁸ м/с / 0,165∙ 10^-6 м -

- 4,5∙1,6 ∙10 ^-19 Кл )/ 1,6 ∙10 ^-19 Кл = 3,03 В

Ответ: 3,03 В