Экспериментальное обоснование основных идей квантовой теории
1. Что называют внешним фотоэффектом? Внешний фотоэффект - испускание электронов из вещества под действием электромагнитного излучения.
2. Что называют внутренним фотоэффектом? Внутренний фотоэффект - перераспределение электронов между энергетическими уровнями твердого тела, происходящее под действием проникшего внутрь света.
3. Что называют красной границей фотоэффекта? Фотоэффект не возникает, если частота света меньше некоторой характерной для каждого металла величины 
, называемой красной границей фотоэффекта.
4. Запишите формулу, связывающую кинетическую энергию фотоэлектронов и задерживающую разность потенциалов. 
5. От чего зависит сила тока насыщения при внешнем фотоэффекте? При неизменном спектральном составе света, падающего на катод, сила фототока насыщения Iн прямо пропорциональна световому потоку Ф.
6. От чего зависит максимальная скорость фотоэлектронов? Максимальная начальная скорость фотоэлектронов зависит от частоты распространяющихся электромагнитных колебаний и не зависит от его интенсивности (2-ой закон внешнего фотоэффекта).
7. На металлическую пластинку с работой выхода 
падает свет с частотой 
. Рассчитайте кинетическую энергию выбиваемых из пластины фотоэлектронов. hν=Aвых+E. Е= hν-Aвых =0,004 *10-19Дж. h=6,62*10-34 Дж*с.
8. Наибольшая длина волны света, при которой может наблюдаться фотоэффект для калия, равна 
. Найдите работу выхода электронов из калия. красная граница фотоэффекта:λкр=(hc)/A откуда работа выхода электронов: A=(hc)/λкр=(6.62*10-34*3*108)/6.2*10-7=3.2*10-19 Дж
9. Работа выхода электрона из платины равна 
. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вырываемых из платины светом с длиной волны 0,5 мкм? Кинетическая энергия выбиваемых электронов: Еk=hν-A, учтем, что ν=c/λ, получим Ek=((hc)/λ)-A; Ek=((6.62*10-34*3*108)/(0.5*10-4))-9.1*10-19=-5.128*10-19 Дж
|
|
10. Излучение с длиной волны 
падает на вещество, для которого красная граница фотоэффекта 
. Определите кинетическую энергию фотоэлектронов. Найдем работу выхода электронов: νmin=A/h откуда A=νminh=4.3*1014*6.62*10-34=28.47*10-20 Дж
Кинетическая энергия фотонов: Ek=((hc)/λ)-A=((6.62*10-34*3*108)/3*10-7)-28.47*10-20=3.773*10-19 Дж
Монохроматический пучок света с длиной волны 490 нм, падая по нормали к поверхности, производит световое давление 4,9 мкПа. Какое число фотонов падает в единицу времени на единицу площади этой поверхности? Коэффициент отражения света 0,25.
; N= 
= 
Красная граница для некоторого металла 0,6 мкм. Металл освещается светом, длина волны которого 0,4 мкм. Определить максимальную скорость электронов, выбиваемых светом из металла.
=> 
Выбиваемые светом при фотоэффекте электроны полностью задерживаются обратным потенциалом 4 В. Красная граница фотоэффекта 0,6 мкм. Определить частоту падающего света.
14. На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии? 
, 
Плоская вольфрамовая пластинка освещается светом длиной волны 0,2 мкм. Найти напряженность однородного задерживающего поля вне пластинки, если фотоэлектрон может удалиться от нее на расстояние 4 см. Работа выхода электронов из вольфрама 4,5 эВ.
|
|
, т.к. 
, 
,
а 
=> 
тогда 
. Ответ в В/м или Н/Кл
16. На фотоэлемент с катодом из лития падает свет с длиной волны 200 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок. 
=> 
, отсюда 
, для лития Авых=2,38 эВ.
17. В чем заключается эффект Комптона? Эффектом Комптона называется упругое рассеяние коротковолнового электромагнитного излучения (рентгеновского и g-излучений) на свободных (или слабосвязанных) электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны.
18. Какому углу комптоновского рассеяния соответствует максимальное изменение длины волны падающего излучения? Sin900
19. Какому углу комптоновского рассеяния соответствует минимальное изменение длины волны падающего излучения? 
Sin00
20. Запишите выражение для максимального изменения длины волны излучения при комптоновском рассеянии на свободных электронах. 
21. Запишите формулу для изменения длины волны при эффекте Комптона. 
Выражение для комптоновской длины волны.
Комптоновская длина волны (λc) — параметр размерности длины, характерный для релятивистских квантовых процессов; выражается через массу m частицы и универсальные постоянные
