ВСЁ!!!!!!!!!!!!!. Интерференция света
Скачать 1.66 Mb.
|
| 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 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 Авых 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>v2. 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 Авых=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. 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 Vmax 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 Авых=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. 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/Aвых; c=m/2h. б) a=h/Aвых; c=2h/m. в) a=Aвых/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/Aвых; c=m/2h. б) a=h/Aвых; c=2h/m. в) a=Aвых/h; c=m/2h. г) a=Aвых/h; c=2h/m. Ответ: в) a=Aвых/h; c=m/2h. 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, mэ=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 Авых=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%. 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%. 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). 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. | Верны ли утверждения: а) рассеяние происходит при взаимодействии фотона со свободным электроном, а фотоэффект - при взаимодействии со связанными электронами; б) поглощение фотона свободным электроном невозможно, так как этот процесс находится в противоречии с законами сохранения импульса и энергии. 3. а) да б) да В каком случае наблюдается обратный эффект Комптона, связанный с уменьшением длины волны в результате рассеивания света на веществе? 2. При взаимодействии фотона с релятивистскими электронами В результате эффекта Комптона фотон при соударении с электроном был рассеян на угол q = 900. Энергия e’ рассеянного фотона равна 0,4 МэВ. Определить энергию фотона (e) до рассеяния. 1. 1.85 МэВ В результате комптоновского рассеяния в одном случае фотон полетел под углом к первоначальному направления падающего фотона, а другой – под углом. В каком случае длина волны излучения после рассеяния больше и в каком случае электрон, участвующий во взаимодействие, получил большую энергию? 4. 2 , 2 В результате эффекта Комптона фотон при соударение с электроном был рассеян на угол =900. Энергия рассеянного фотона Е’=6.4*10^-14 Дж. Определить энергию Е фотона до рассеянивания. (с=3*10^8м/с, me=9.1*10^-31кг). 2. 1.8*10^-18Дж В чем отличие характера взаимодействия фотона и электрона при фотоэффекте (ФЭ) и эффекте Комптона (ЭК)? 2. ФЭ: фотон взаимодействует со связанным электроном и он поглощается ЭК: фотон взаимодействует со свободным электроном и он рассеивается Для каких длин волн заметен эффект Комптона? 1. Рентгеновские волны Для каких длин волн заметен эффект Комптона? Эффект Комптона заметен для рентгеновского спектра волн 10-12 м. Каким из ниже перечисленных закономерностей подчиняется комптоновское рассеивание? 1 - интенсивно для веществ с малым атомным весом. 4 - слабо для веществ с большим атомным весом. 2) 1,4 Каким из ниже перечисленных закономерностей подчиняется комптоновское рассеивание? 1 - при одинаковых углах рассеивания изменение длины волны одно и то же для всех рассеивающих веществ. 4. изменение длины волны при рассеивании возрастает с увеличением угла рассеивания 2) 1,4 Какова была длина волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом 60º длина волны рассеянного излучения оказалась равной 2,54∙10-11м. 4. 2,48∙10-11 м Какова была длина волны l0 рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом j=600 длина волны рассеянного излучения оказалась равной l=25,4пм 4. l0= 24,2*10-12м Какое из приведенных ниже выражений является формулой, эксперементально полученной Комптоном (q – угол рассеяния)? 1.∆l= 2h*(sinQ/2)^2/m*c Какой была длина волны рентгеновского излучения, если при рассеянии этого излучения некоторым веществом под углом 60°, длина волны рассеянных рентгеновских лучей составляет λ1 = 4*10-11 м 4. λ = 2,76 * 10-11 м Какую энергию должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона? 4. 8.19*10-14 Дж Комптоновский электрон вылетел под углом 30° . Найти изменение длины волны фотона с энергией 0.2 МэВ, при его рассеивании на покоившемся свободном электроне. 4. 3.0 пм Комптоном было обнаружено, что оптическая разность между длиной волны рассеянного и падающего излучения зависит от: 3. Угла рассеивания Комптоновская длина волны (при рассеивании фотона на электроны) равна: 1. h/m*c Может ли свободный электрон поглотить фотон? 2. нет Найти кинетическую энергию электрона отдачи, если фотон с длиной волны λ=4пм рассеялся под углом 900 на покоившемся свободном электроне. 5) 3.1*105 эВ. Найти изменение частоты фотона, рассеянного покоящимся электроном. h- постоянная планка; m0-масса покоя электрона; с-скорость света; ν- частота фотона; ν′- частота рассеянного фотона; φ- угол рассеивания; 2) ∆ν= h*ν*ν′*(1-cosφ) / (m0*c2); На рисунке 3 представлена векторная диаграмма комтоновского рассеяния. Какой из векторов представляет импульс рассеянного фотона? 1) 1 На рисунке 3 представлена векторная диаграмма комтоновского рассеяния. Какой из векторов представляет импульс электрона отдачи? 2) 2 Определить максимальную скорость электронов, вылетающих из металла под действием γ-излучения длиной волны λ=0,030А. 2. 2,5*10^8 м/с | На рисунке представлены зависимости интенсивности первичного и вторичного излучения от длины волны света при рассеивании света на некоторых веществах. Что можно сказать об атомных весах(А1 и А2) этих веществ(1 ,2)? λ – длина волны первичного излучения, λ/ - длина волны вторичного излучения. 1) А1<A2 Определить максимальное изменение длины волны при рассеянии света на протонах. 2) ∆λ=2.64*10-5Ǻ; На каких частицах возможно наблюдение эффекта комптона? 1 - Свободные электроны 2 – Протоны 3 - Тяжелые атомы 4 – Нейтроны 5 - Положительные ионы металлов 3) 1, 2, 3 Направленный монохроматический световой поток Ф падает под углом а=30 о на абсолютно черную (А) и зеркальную(В) пластинки(рис. 4) Сравните давление света pa и pв на пластинки А и В соответственно, если пластинки закреплены 3. pa < pв На рисунке 2 представлена векторная диаграмма комтоновского рассеяния. Угол рассеяния φ=π/2. какой из векторов соответствует импульсу рассеянного фотона? 3. φ=180о На рисунке 2 представлена векторная диаграмма комтоновского рассеяния. При каком угле рассеяния фотонов изменение их длин волны ∆λ максимально? 3. φ=180о Определить максимальную скорость электронов, вылетающих из металла под действием γ-излучения длиной волны λ=0,030А. 2. 2,5*10^8 м/с Определите длину волны λ рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения под углом Θ = 60° длина волны рассеянного излучения λ1 оказалась равной 57 пм.5) λ = 55,8 * 10-11 м Открытие эффекта Комптона доказало, что …б) фотон может вести себя одновременно как частица и как волна д) при взаимодействии электрона и фотона энергия фотона уменьшается 2) б, д Рассеянные на частицах вещества световые лучи прошли через собирающую линзу и дали интерференционную картину. О чем это говорит? 5.Энергия связи электронов в атомах вещества больше энергии фотона Рассчитать максимальную кинетическую энергию электрона отдачи, если энергия падающего фотона hυ=0,1 МэВ и длина первичной волны λ=10-12 м. 83 КэВ Рентгеновские лучи (λ = 5 пм) испытывают рассеяние на воске. Найти длину λ1 волны рентгеновских лучей, рассеявшихся под углом 145° (Λ - комптоновская длина волны). 3) λ1= 4,65 * 10-11м Рентгеновские лучи с длиной волны 0,2Ǻ (2,0*10-11 м) испытывают комптоновское рассеяние под углом 90º. Найти кинетическую энергию электрона отдачи. 2)6,6*103 эВ; Рентгеновские лучи с длиной волны 0=70.8 пм испытывает комптоновское рассеивание на парафине. Найдите длину волны λ рентгеновских лучей, рассеяных в направление =/2( c=2,22пм).64,4 пм 4. 73,22пм Рентгеновские лучи с длиной волны λ0 = 7,08*10-11 м испытывают комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны рентгеновских лучей, рассеянных под углом 180º. 3)7,57*10-11 м; Рентгеносвкие лучи с длиной волны l0=70,8пм испытывают Комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны l рентгеновских лучей рассеянных в направлении j=p/2 (mэл=9,1*10-31кг). 3. 73,22*10-12м Рентгеносвкие лучи с длиной волны l0=70,8пм испытывают Комптоновское рассеяние на парафине. Найти длину волны l рентгеновских лучей рассеянных в направлении j=p(mэл=9,1*10-31кг). 2. 75,6 *10-12м Рентгеновское излучение длиной волны l=55.8 пм рассеивается плиткой графита ( комптон – эффект). Определить длину волны l’ света , рассеянного под углом q =600 к направлению падающего пучка света 1. 57пм Фотон с энергией 1.00МэВ рассеялся на свободном покоившемся электроне. Найти кинетическую энергию электрона отдачи ,если частота рассеявшегося фотона изменилась в 1.25 раза. 2) 0.2МэВ Энергия падающего фотона hυ=0,1 МэВ, максимальная кинетическая энергия электрона отдачи равна 83 КэВ. Определить длину первичной волны. 3) λ=10-12 м; Фотон с энергией e=0.12 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне .Известно ,что длина волны рассеянного фотона изменилась на 10%. Определите кинетическую энергию электрона отдачи(Т). 1. 20 кэВ Фотон с энергией e = 0.75 МэВ рассеялся на свободном электроне под углом q =600. Принимая , что кинетическая энергия и импульс электрона до соударения с фотоном были пренебрежительно малы, определите энергию e рассеянного фотона. 1. 0.43 МэВ Фотон с энергией E=1,025 МэВ рассеялся на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите угол рассеяния фотона, если длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны λк=2,43 пм. 3. 60˚ Фотон с энергией j=1,025 МэВ рассеялся на покоящемся свободном электроне. Длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны lК=2,43 пм. Найти угол рассеяния q. 5. 600 Фотон с энергией j=0,25 МэВ рассеялся на покоящемся свободном электроне. Определить кинетическую энергию электрона отдачи , если длина волны рассеянного фотона изменилась на 20%. 1. =41,7 кэВ | Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Длины волн рассеянного под углами q1=600 и q2=1200 излучения отличаются в 1,5 раза. Определить длину волны падающего излучения, если рассеяние происходит на свободных электронах. 3. 3,64 пм Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Оказывается, что длины волн, рассеянного под углами θ1=60˚ и θ2=120˚ излучения различаются в 1,5 раза. Определите длину волны падающего излучения, предполагая, что рассеяние происходит на свободных электронах. 3. 3,64 пм Фотон рассеялся под углом θ=120˚ на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию фотона, если энергия рассеянного фотона равна 0,144МэВ.2) hν=250 КэВ; Фотон с длиной волны испытал комптоновское перпендикулярное рассеяние на покоящемся свободном электроне. Комптоновская длина волны К. Найти энергию электрона отдачи. 2) W=hcК /(+К) Фотон с длиной волны испытал комптоновское перпендикулярное рассеяние на покоящемся свободном электроне. Комптоновская длина волны К. Найти энергию электрона отдачи. 4) p=h*sqrt((1/)2+(1/( +К))2) Фотон с длиной волны λ=6 пм рассеялся под прямым углом па покоившемся свободном электроне. Найти длину волны рассеянного фотона. 2) 8.4 пм Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытывал комптоновское рассеяние под углом υ = 900 на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите изменение длины волны при рассеянии. 1) 2,43 пм Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом Θ = 60°. Определите изменение длины волны при рассеянии (Λ - комптоновская длина волны). 2) Δλ=Λ/2 Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытывал комптоновское рассеяние под углом υ = 900 на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите энергию электрона отдачи. 3) 81 кэВ Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытывал комптоновское рассеяние под углом υ = 900 на первоначально покоившемся свободном электроне. Определите импульс электрона отдачи. 4) 1,6 *10-22 кг*м/с Фотон, испытав столкновение со свободным электроном, рассеялся под углом 180º. Найти Комптоновское смещение длины волны рассеянного фотона (в пм): 3. 4.852 Фотон с длиной волны100пм, рассеялся под углом 180º на свободном электроне. Найти кинетическую энергию отдачи (в эВ): 4. 580 Фотон с длиной волны 8пм, рассеялся под прямым углом на покоившемся свободном электроне. Найти кинетическую энергию отдачи (в кэВ): 2. 155 Фотон с длиной волны λ = 5 пм испытал комптоновское рассеяние под углом Θ = 60° Определите изменение длины волны при рассеянии. Λ - комптоновская длина волны 2. Δλ = ½*Λ Фотон с импульсом р=1.02 МэВ/с, с – скорость света, рассеялся под углом 120º на покоившемся свободном электроне. Как изменится импульс фотона в результате рассеивания. 4. уменьшится на 0.765 МэВ/с Фотон с энергией hν=250 КэВ рассеялся под углом θ=120˚ на первоначально покоившемся свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона. 3) 0,144 МэВ Фотон с энергией =1,025 МэВ рассеялся на покоящемся свободном электроне. Длина волны рассеянного фотона оказалась равной комптоновской длине волны К=2,43 пм. Найти угол рассеяния . 5) 600 Фотон с энергией =0,25 МэВ рассеялся на покоящемся свободном электроне. Определить кинетическую энергию электрона отдачи Te, если длина волны рассеянного фотона изменилась на 20%. 1) Te=41,7 кэВ Фотон с энергией Е=6.4*10-34 Дж рассеялся под углом =900 на свободном электроне. Определить энергию Е’ рассеянного фотона и кинематическую энергию Т электрона отдачи.(h=6.626*10-34 Дж*с, с=2,426 пм , с=3*108м/с). 5. нет правильного ответа |