ФИЗИКА РГР ВСЕ ЗАДАЧИ. Вариант задача 1

• Название: Вариант задача 1
• Дата: 24.01.2023
• Размер: 1.25 Mb.
• Имя файла: ФИЗИКА РГР ВСЕ ЗАДАЧИ.docx
• Тип: Задача; #903068
• страница: 8 из 8

7 - ВАРИАНТ

Задача 1

Расстояние между экраном и дифракционной решеткой равно 42,0 см. Если дифракционная решетка освещается желтой линией натрия ( = 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 ? Изобразите на рисунке: 1) схему эксперимента с указанием рисунка дифракционной решетки, где проставлен ее период; 2) дифракционную картину интенсивности света на экране для длин волн и , выделив разными цветами эти длины волн, пронумеруйте все главные дифракционные максимумы, которые могут быть видны на экране. ( = 475 нм)

Дано: см нм см см	СИ: м м м м		Решение: 1) Схема эксперимента: Рис. 1 – период решетки, – ширина промежутка между соседними щелями, – ширина щели, Л – собирающая линза, Э – экран, – длина волны падающего света, – расстояние между экраном и дифракционной решеткой.
Найти: Изобразить: 1) схему эксперимента с указанием рисунка дифракционной решетки, где проставлен ее период; 2) дифракционную картину интенсивности света на экране для длин волн и , выделив разными цветами эти длины волн, пронумеровать все главные дифракционные максимумы, которые могут быть видны на экране.

Рис. 1
2) Дифракционная картина интенсивности света на экране для длин волн и :

Найдем . Запишем условия максимумов для и .

Условие максимума для :

, (1)

где – угол дифракции для .

Условие максимума для :

, (2)

где – угол дифракции для .

По условию, наблюдается максимум первого порядка, следовательно, . С учетом этого выражения (1) и (2) примут вид:

(3)

(4)

Разделим (3) на (4) почленно:

, откуда

(5)

Оценим величины и : . Тогда согласно рис. 2, , . Подставим полученные выражения в (5):

(6)

Подставив данные из условия в (6), находим:

.

Ответ: длина волны (нм)

Задача 2

Определить работу выхода электронов из натрия ( , эВ), если красная граница фотоэффекта = 500 нм. Чему равна кинетическая энергия вылетевшего электрона ( , эВ), если натрий облучать светом с = 0,35 мкм. Найти значение задерживающего напряжения ( ) при таком облучении. Изобразите на рисунке вольтамперную характеристику фотоэффекта (ВАХ); покажите на ВАХ ток насыщения и задерживающий потенциал . ( = 2.49 эВ; = 1.065 В; = 1.705 · Дж)

Дано:	СИ:		Решение: 1) Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, (1) Согласно II закону фотоэффекта для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, для которой уравнение (1) запишется в виде: (2) Поскольку , (2) можно переписать в виде:
Найти: 1) ; 2) ; 3) . Изобразить: вольтамперную характеристику фотоэффекта (ВАХ); показать на ВАХ ток насыщения и задерживающий потенциал .

(3)

Найдем значение из уравнения (3):

.

2) Из уравнения (1) выразим :

.

Поскольку материал катода не изменился, для вычисления используем значение , найденное в п. 1):



.

3) Для выполняется соотношение:

, (4)

откуда .



4) ВАХ фотоэффекта:













Ответ:

1. 
   работа выхода электронов из натрия эВ;
   
2. 
   кинетическая энергия вылетевшего электрона, если натрий облучать светом с = 0,35 мкм, равна Дж;
   
3. 
   значение задерживающего напряжения при таком облучении равно В.
   

Задача 3

В покоящемся атоме водорода электрон перешёл с пятого энергетического уровня в основное состояние. Какую скорость приобрёл атом за счет испускания фотона? Изобразите на рисунке энергетическую диаграмму атома водорода, покажите на ней переход, соответствующий данной задаче. ( = 4.18 м/с)

Дано:	Решение:
Найти: Изобразить: энергетическую диаграмму атома водорода, показать на ней переход, соответствующий данной задаче

Полная механическая энергия электрона в стационарном состоянии с номером в атоме водорода равна

эВ (1)

Определим полную энергию электрона в стационарном состоянии с номерами и в атоме водорода по формуле (1):

(эВ);

(эВ).

Вследствие перехода электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий атом испустил фотон, энергия которого равна:

(эВ).

Импульс фотона равен

(2)

Вычислим импульс фотона по формуле (2):

.

Импульс, приобретаемый атомом, равен по модулю импульсу фотона:

(м/с).

Ответ: за счет испускания фотона атом приобрел скорость (м/с).