Физика-10-11-Задачник-Степанова-2000-ГДЗ (991539), страница 32
Текст из файла (страница 32)
N=50, t=1с, λ=500 нм. Р−?c− энергия одного фотона.λEhcРф=− мощность одного фотона, Рф=.tλtРешение: Е=hР=РфN=6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108 ⋅ 50hcN. Р==2⋅10−17 (Вт).λt500 ⋅ 10− 9 ⋅ 11689. Р=125 Вт, λ1=612,3 нм Е1=0,02Еизлλ2=579,1 нм Е2=0,04Еизл; λ3=546,1 нм Е3=0,04Еизлλ4=404,7 нм Е4=0,029Еизл; λ5=365,5 нм Е5=0,025Еизлλ6=253,7 нм Е1=0,04ЕизлN−?Решение: Е=Р⋅t − энергия дуги.Еизл=ηЕ=ηРt − энергия, излучаемая дугой.N1=E1c− число фотонов в единицу времени, где Еф − h− энергияEфλ1фотона на данной длине волны λ1. N1=N1=0,02 ⋅ 0,8 ⋅ 125 ⋅ 16,62 ⋅ 10 − 34 ⋅ 3 ⋅ 10 80,02 ⋅ ηPtλ1.hc⋅612,3⋅10−9=6,17⋅1018 (фотонов/с).Аналогично:N2=N3=N4=N5=N6=0,04 ⋅ 0,8 ⋅ 1256,62 ⋅ 10− 34 ⋅ 3 ⋅ 1080,04 ⋅ 0,8 ⋅ 1256,62 ⋅ 10− 34 ⋅ 3 ⋅ 1080,029 ⋅ 0,8 ⋅ 1256,62 ⋅ 10− 34 ⋅ 3 ⋅ 1080,025 ⋅ 0,8 ⋅ 1256,62 ⋅ 10− 34 ⋅ 3 ⋅ 1080,04 ⋅ 0,8 ⋅ 1256,62 ⋅ 10− 34 ⋅ 3 ⋅ 108⋅529,1⋅10−9=1,17⋅1019 (фотонов/с).⋅546,1⋅10−9=1,1⋅1019 (фотонов/с).⋅404,7⋅10−9=5,9⋅1018 (фотонов/с).⋅365,5⋅10−9=4,6⋅1018 (фотонов/с).⋅253,7⋅10−9=5,11⋅1018 (фотонов/с).1690.
U=50кВ, J=2мА, N=5⋅1013 с−1, λ=0,1 нм. η − ?Решение: η=Р полезн. Рзатр=JU.Р затрРполезн=Рф⋅N, Рф=Eфt=hc− мощность одного фотона.λt301η=6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108 ⋅ 5 ⋅ 1013hcN; η==9,93⋅10−4=0,99⋅10−3 илиλ tJU0,1 ⋅ 10− 9 ⋅ 1 ⋅ 2 ⋅ 10− 3 ⋅ 50 ⋅ 103η=0,99⋅10−3⋅100%≅0,1%.1691. m=1460 кг, Р=104 Вт, t=24 r. v−?Решение: По закону сохранения импульса Рк=Рф, гдеРк=mv − импульс корабля.Рф=E P⋅t=− импульс всех фотонов, испускаемых прожектором.ccP⋅tP⋅t104 ⋅ 24 ⋅ 60 ⋅ 60=mv, v=; v==1,98⋅10−3 (м/с).cc⋅m3 ⋅ 108 ⋅ 14601692.
С точки зрения волновой теории, энергия поглощается электронаминепрерывно, и при любой сколь угодно малой частоте существует время, закоторое электрон накопит энергию, необходимую для вырывания извещества. Поэтому с точки зрения волновой теории не существуетминимальной частоты νmin, т. е. красной границы (противоречие).С точки зрения корпускулярной теории электроны поглощают энергиюотдельными порциями − квантами с определенной частотой. Если частотабудет меньше некоторой νmin, то электрон не будет получать туминимальную энергию, необходимую для его вырывания.
Таким образом,только свет с частотой ν>νmin может выбить электрон.1693. Так как при освещении металла возникает внешний фотоэффект −электроны вырываются из металла, то металлическая пластинка зарядитсяположительно. При освещении полупроводника имеет место внутреннийфотоэффект − электроны не вырываются, а остаются в веществе.Следовательно, пластинка из полупроводника останется электрическинейтральной.1694. а) Если лучи падают на пластину под углом, то поток света,падающий на пластину, уменьшается.
Следовательно, для вырыванияэлектронов с платины требуется больше времени, поэтому время разрядкиэлектрометра увеличится.б) Если электрометр приблизить к источнику света, то фотоны будутдостигать пластины за меньшее время, следовательно, время разрядкиэлектрометра уменьшится.в) При закрытии непрозрачным экраном части пластины ее освещаемаяплощадь уменьшается, а для разрядки электрометра (вырывания с пластиныэлектронов с поверхностного слоя пластины) требуется большее время.г) Так как освещенность увеличилась, то скорость вырывания электроновиз пластины увеличивается.
Значит, время разрядки уменьшается.Так как при падении света, излучаемого электрической дугой, на цинковуюпластину внешний фотоэффект создает только ультрафиолетовая частьспектра дуги, то имеем: д) не изменится; е) увеличится.1695. Авых=2эВ. Ее=2эВ. Е − ?302Решение: Е=Ее+Авых − энергия фотона. Е=2+2=4 (эВ).1696. λ1=530 нм. Авых − ?; Решение: Авых=hν0=hАвых=6,62⋅10−343 ⋅ 108530 ⋅ 10− 9c.λ0=3,75⋅10−19 (Дж).1697. Авых=4,76 эВ.
λ0 − ?Авых= hc6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108hc; λ0=, λ0==2,6⋅10−7 (м)=260 (нм).Aвыхλ04 ,76 ⋅ 1,6 ⋅ 10−191698. а) Авых(Li)=2,38 эВ; б) Авых(Na)=2,35 эВ; в) Авых(K)=2,2 эВ;г)Авых(Сs)=1,81 эВ. λ0 − ?λ0=hcAвых.6,62 ⋅ 10 −34 ⋅ 3 ⋅ 10 8а) λ0(Li)=2 ,38 ⋅ 1,6 ⋅ 10 −196,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108б) λ0(Na)=в) λ0(K)=2 ,35 ⋅ 1,6 ⋅ 10−196,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108=5,28⋅10−7 (м)=528 (нм);=5,64⋅10−7 (м)=564 (нм);2 ,2 ⋅ 1,6 ⋅ 10−196,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108г) λ0(Cs)==5,22⋅10−7 (м)=522 (нм);181, ⋅ 1,6 ⋅ 10−19=6,86⋅10−7 (м)=686 (нм).1699. Авых(Ag)=4,53 эВ.
Возникнет ли фотоэффект, если на поверхностьртути направить видимый свет?Решение: Видимый свет лежит в диапазоне от λ1=400 нм до λ2=700 нм.Авых(1)=Авых(1)=hcλ16,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108⋅1=3,1 (эВ) < Авых(Hg)=4,53 (эВ);400 ⋅ 101,6 ⋅ 10−19hc hcАвых(2)=<=Авых(1)=3,1 (эв), т.к. λ2>λ1.λ 2 λ1−9Авых(2)<Авых(1)<Авых(Hg), поэтому фотоэффект не возникнет.1700. Авых(Cd)=4,08 эВ.
vmax=7,2⋅105 м/с.v−?hν=Авых+2me vmax, где mе=9,1⋅10−31 кг − масса электрона.2303ν=ν=1m v2(Авых+ e max )2h16,62 ⋅ 10− 34(4,08⋅1,6⋅10−19+1⋅9,1⋅10−31⋅(7,2⋅105)2)=1,34⋅1015 (Гц)21701. λ=345 нм. Авых=2,26 эВ. Екин(max) −?hν=Авых+Екин(max);Екин(max)=Авых−hc.λЕкин(max)=2,26⋅1,6⋅10−19−6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108345 ⋅ 10− 9=2,14⋅10−19 (Дж).1702. λ=317 нм; Еmax=2,84−10−19 (Дж).Авых(Rb) − ? λ(Rb) − ?hν=Авых(Rb)+Еmax; Авых(Rb)=hАвых(Rb)=λRb=6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108317 ⋅ 10− 96,62 ⋅ 10 −34 ⋅ 3 ⋅ 10 83,42 ⋅ 10 −19cλ Rb; λRb=hcА вых( Rb ).−2?84−10−19=3,42⋅10−19 (Дж).=5,81⋅10−7 (м)=581 (нм).1703.
λmax(K)=450 нм; λ=300 нм. v − ?hν=Авых(К)+cmv 2; Авых(К)=h.2λ max( K )1mv 22hc1=hc⋅( −). v=m2λ λ max( K )v=2 ⋅ 6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 1089 ,1 ⋅ 10− 3111;−λ λ max( K )1300 ⋅ 10−9−1450 ⋅ 10− 91704. λ0=275 нм; λ=180 нм. Авых − ? Еmax − ? vmax − ?Решение: Авых=hЕmax=hcc; hν=Авых+Еmax=h+Еmax;λ0λ0cc1 1=hc( −).−hλ0λλ λ02mvmax2Emax2hc 1 1( −).=Еmax; vmax==mm λ λ02304=6,96⋅105 (м/с).Авых=6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108275 ⋅ 10−19Еmax=6,62−10−34⋅3⋅108(vmax==7,22−10−19 (Дж).1180 ⋅ 102 ⋅ 6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 1089 ,1 ⋅ 10− 31(−9−1275 ⋅ 10− 91180 ⋅ 10−9−)=3,81⋅10−19 (Дж).1275 ⋅ 10− 9=9,15⋅105 (м/с).1705. Еф=4,9 эВ; Авых=4,5 эВ.
рmax − ?Решение:рmax=mvmax Еф=Авых+vmax=2mvmax;22( Е ф − А вых )m; pmax= 2m( Е ф − А вых ) .рmax= λ ⋅ 9 ,1 ⋅ 10−31( 4 ,9 − 4 ,5 ) ⋅ 1,6 ⋅ 10−19 =3,41⋅10−25 (нм/с).1706. λ=200 нм; Авых=4,5 эВ. U−?Решение: eU=mv 2=Екин − условие того, чтобы в цели пластины фототока2mv 2=Авых+Екин.21 ccЕЕкин=h −Авых.; U= кин = (h −Авых).eλe λне возникало, Екин=U=11,6 ⋅ 10−19⋅(6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108200 ⋅ 10− 9−4,5⋅1,6⋅10−19)=1,7 (В).1707. λ0=275 нм; λ=175 нм. U− ?hν=Авых+U=U=mv 2 mv 2;=eU;221 mv 2 111 1= (hν−Авых)= hc( −).λ λ0e 2ee11-3481,6 ⋅ 10−19⋅6,62⋅10 ⋅3⋅10 (17 ⋅ 10− 9−1275 ⋅ 10− 9)=2,58 (В).1708.
λ=210 нм; U=2,7 В. Авых − ?mv 2 mv 2;=eU=hν − Авых;22cАвых=hν−eU=h −eU.λhν=Авых +305Авых =6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108210 ⋅ 10− 9−1,6⋅10−19⋅2,7=5,14⋅10−19 (Дж).1709. ν0=6⋅1014 Гц; U=3В. ν − ? А − ?hν=hν0+Екин; Екин=mv 2eU=еU; hν=hν0+eU; Авых=hν0. ν=ν0+;h2Авых =6,62⋅10−34⋅6⋅1014=3,97⋅10−19 (Дж)ν=6⋅1014+1,6 ⋅ 10−19 ⋅ 36,62 ⋅ 10− 39=1,33⋅1015 (Гц).1710. U=0,8 В, Авых(PG)=5,3 эВ.
λmax − ? λ − ?hν=Авых(Pt) + Екин; Екин=eU.hcλ=Авых(Pt)+eU; λ=λmax=6,62 ⋅ 10−34hcА вых( Pt ) + eU⋅ 3 ⋅ 1085,3 ⋅ 1,6 ⋅ 10−19hc;А вых=2,34⋅10−7 (м)=234 (нм);6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 3 ⋅ 108λ=; λmax=5,3 ⋅ 1,6 ⋅ 10−19 + 1,6 ⋅ 10−19 ⋅ 0,8=2,03⋅10−7 (м)=203 (нм).1711. Umin=1,7 В.1712. Авых(Li)=2,48 эВ. U3(ν) − ? h − ?λ, (нм)ν, (Гц⋅1014)U, (В)ν=253,611,82,4313,29,61,5366,38,20,9435,86,90,351c. hν=Авых +eU; h= (Авых +eU).λλПри ν=11,8⋅1014 Гц (U=2,4В)h=111,8 ⋅ 1014(2,48⋅1,6⋅10−19+2,4⋅1,6⋅10−19)=6,617⋅10−34 (Дж⋅с).1713.
ν1=1,2⋅1015 Гц; U1=3,1 В; λ2=125 нм; U2=8,1 В. h − ?hν1 = Aвых + eU 1 , ch λ = Aвых + eU 2 . 2c)=e(U1−U2).⇒ h(ν1−λ2306577,05,20h=e( U 1 − U 2 )ν1 −; h=c1,6 ⋅ 10 −19 ( 31, − 8,1 )151,2 ⋅ 10λ2−3 ⋅ 1081,25 ⋅ 10=6,67 (Дж⋅с).−71714. Нет, нельзя. Фотоны, попадающие на черную сторону лепестков,поглощаются ею, и по закону сохранения импульса на черную сторонулепестков действует импульсh, λ − длина волны падающего света.λФотоны, падающие на зеркальную сторону лепестков, практическиполностью (если коэффициент отражения зеркала близок к 1) отражаютсяот нее, придавая ей импульсhh 2h.−(− )=λλλВидно, что на зеркальную поверхность действует импульс в два разабольше, чем на черную, т. е. давление света на зеркальную поверхностьбольше. Значит, зеркальная поверхность двигалась по направлению лучей,т.
е. в направлении, обратном наблюдаемому в опыте.1715. S=1 м2; N=105; t=1 с, λ=500 нм; R=0 − коэффициент отражения.JJ(1+R)=.CChν ⋅ NJ=− интенсивность падающего света.S ⋅tР=Р=hN6,62 ⋅ 10 −34 ⋅ 10 5; Р==1,324⋅10−22 (н/м2).λSt5 ⋅ 10 − 71716. S=1 м2; t=1 c; N=105; λ=500 нм; R=1.Р=Р=hνNhNJ(1+R)=(1+R)=(1+R).cStλStC6,62 ⋅ 10−34 ⋅ 1055 ⋅ 10− 7⋅2=2,648⋅10−22 (н/м2).1717. m=1460 кг; Fдав=FT, R=1.Солнечная постоянная J=1,4⋅103 Вт/м2.S−?Fдав=р⋅S − сила давления света.S=Fдав FТJ=; р= (1+R).ppCFT=GS=mM Θ2( RΘ + h )⋅CJ(1 + R )6,67 ⋅ 10−11 ⋅ 1460 ⋅ 1,98 ⋅ 1030 ⋅ 3 ⋅ 108( 6,95 ⋅ 108 + 1,49 ⋅ 1011 )2 ⋅ 1,4 ⋅ 103 ⋅ 2=0,92 (км2).1718. Нет.307Для первой орбиты n=1: ν=6⋅1015 Гц; Т=1,7⋅10−16 с.Для второй орбиты n=2: ν=7,5⋅1014 Гц; Т=1,3⋅10−15 с.1719.
По теории Бора, атомы поглощают и излучают свет одинаковойчастоты.1720. Да, зависит.1721. Может.1722. v2=1,9⋅107 м/с; mα=6,6⋅10−27 кг; qα=3,2⋅10−19 Кл; qАи=1,3⋅10−17 Кл.rmin − ?В начальный момент времени кинетическая энергия α-частицыmα vα2.
Когда α-частица приблизится к ядру золота на минимальное2Екин=расстояние, то ее кинетическая энергия будет равна нулю, а потенциальнаяэнергия электростатического взаимодействия в этот момент будет равнаU=krmin=qα q Aum v2q q. По закону сохранения энергии Екин=U1 ⇒ 2 2 =k α Au .rminrmin22qα q Au kmα vα2. rmin=2 ⋅ 3,2 ⋅ 10−19 ⋅ 1,3 ⋅ 10−17 ⋅ 9 ⋅ 1096,6 ⋅ 10− 27 ⋅ ( 1,9 ⋅ 107 )2=3,1⋅10−14 (м).1723. Находясь на третьем возбужденном уровне, электроны могут перейтина 2-й уровень, излучив одну порцию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
