физика РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 Вариант 7. ФизикаРГР№2. Решение l 42,0 см 0,42 м 1 589 нм 5,89 10 7 м l 1 2,48 см 0,0248 м l

• Название: Решение l 42,0 см 0,42 м 1 589 нм 5,89 10 7 м l 1 2,48 см 0,0248 м l
• Анкор: физика РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 Вариант 7
• Дата: 11.01.2022
• Размер: 236.38 Kb.
• Имя файла: ФизикаРГР№2.docx
• Тип: Решение; #328303

1. 
   Расстояние между экраном и дифракционной решеткой равно 42,0 см. Если дифракционная решетка освещается желтой линией натрия (λ₁ = 589 нм), то максимум первого порядка на экране отстоит от центрального пика на расстоянии 2,48 см. Другой источник создает максимум первого порядка, отстоящий на 2,0 см от центрального максимума. Какова его длина волны λ₂? Изобразите на рисунке дифракционную картину интенсивности света на экране для длин волн λ₁ и λ₂, выделив разными цветами эти длины волн. (𝜆₂ = 476 нм)
   

Дано:	Решение:
L = 42,0 см = 0,42 м λ1 = 589 нм = 5,89 ∙ 10-7 м l1 = 2,48 см = 0,0248 м l2 = 2,0 см = 0,02 м m2 = m1=1 ____________ Найти: 𝜆2 = ?	Условие максимума на дифракционной решетке: , где d - постоянная решетки, m - порядок спектра. Отсюда условие максимума для первого и второго источников соответственно: , . По условию m1 = m2, поэтому Преобразуем: По рисунку видно, что: , (1) . (2)

.

Следовательно

,

,

.

Аналогично для второго

.



Подставим (1) и (2):



Преобразуем:





Подставим знамения:







График дифракционной картины интенсивности света на экране.
Ответ: 476 мн.

2. 
   Определить работу выхода электронов из натрия (А_в, эВ), если красная граница фотоэффекта λ₀ = 500 нм. Чему равна кинетическая энергия вылетевшего электрона (𝑊_к, эВ), если натрий облучать светом с λ = 0,35 мкм. Найти значение задерживающего напряжения (U_з) при таком облучении. Изобразите на рисунке вольтамперную характеристику фотоэффекта (ВАХ); покажите на ВАХ ток насыщения 𝐼_н и задерживающий потенциал 𝑈_з. (А_в = 2,48 эВ; 𝑊_к = 1,07 эВ; 𝑈_з = 1,07 В)
   

Дано:

Решение:

λ0 = 500 нм = 5 ∙ 10-7 м λ = 0,35 мкм = 3,5 ∙ 10-7 м h = 6,63 . 10-34 Дж . с c = 3 . 108 м/с ____________ Найти: Ав = ? 𝑊к = ? 𝑈з = ?

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта где Ав — работа выхода электрона из металла, Wkmax - максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона. Красная граница фотоэффекта где l0 — максимальная длина волны излучения. Подставим значения: Переведем в электронвольты: Энергия падающего фотона Подставим значения: Переведем в электронвольты: Изменение кинетической энергии электрона равно ра­боте, совершаемой электрическим полем:

Подставим значения:





График вольтамперной характеристики фотоэффекта
Ответ: А_в = 2,48 эВ; 𝑊_к = 1,07 эВ; 𝑈_з = 1,07 В.

3. В покоящемся атоме водорода электрон перешёл с пятого энергетического уровня в основное состояние. Какую скорость 𝜐_а приобрёл атом за счет испускания фотона? Изобразите на рисунке энергетическую диаграмму атома водорода, покажите на ней переход, соответствующей данной задаче. (𝜐_а = 4,19 м/с)

Дано:	Решение:
k = 5 n = 1 me = 9,11 . 10-31 кг e = 1,6 . 10-19 Кл h = 6,63 . 10-34 Дж . с ε0 = 8,86 . 10-12 Ф/м mp= 1,67 . 10-27 кг c = 3 . 108 м/с ____________ Найти: 𝜐а = ?	Изменение энергии атома где k, n– номер уровня. Подставляем значения: Переведем в электронвольты: В процессе испускания атомом фотона, в соответствии с законом сохранения импульса, атом приобрел импульс р, равный импульсу вылетевшего из него фотона: . Кроме того, энергия возбуждения ∆Е атома распределилась между энергией фотона и кинетической энергией атома, испытавшего отдачу:

Импульс равен произведению массы m на скорость v



Следовательно





Подставляем значения:




Энергетическая диаграмма атома водорода
Ответ: 𝜐_а = 4,2 м/с