Меню

Фотоны света которым облучается поверхность палладия имеют импульс



Квантовое дерево

Метод визуализации решения. 11-й класс

Я предлагаю своим учащимся (они работают в группах, в парах) вырастить «квантовое дерево». Это помогает им буквально увидеть связи между величинами, «пощупать» их. Метод может пригодиться при подготовке к ЕГЭ.

В классе решаем пакет задач:

1. Фотокатод освещается монохроматическим светом, энергия фотона 4 эВ. Чему равна работа выхода материала катода, если запирающее напряжение равно 1,5 В? [1, вариант 22, задача А29.]

Екванта = Авых + eUз Авых = ЕквантаeUз.

2. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные с поверхности оксида бария при облучении светом частотой 1 ПГц? [2]. [1 ПГц = 10 15 Гц = 1 петагерц. – Ред.]

h = Авых + Екин.max Екин.max = h Авых.

3. Определите длину волны света, которым облучается поверхность металла, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 4,5 • 10 –20 Дж, а работа выхода электрона из металла равна
7,6 • 10 –19 Дж [3, № 4].

hc/ = Авых + Екин.max = hc/(Авых + Екин.max).

После того как дети решили весь пакет, ставится вопрос: «Что общего было в решении всех задач?»

Эта формула и будет «стволом» будущего «дерева». Начинаем рисовать «дерево».

Екванта = Авых + Екин.max

Теперь рисуем «ветки». По задаче 1 рисуем такую «веточку»:

По задачам 2 и 3 рисуем ещё две «веточки»:

Теперь у нас есть «ствол» и три «веточки». Вырастим ещё одну «веточку», решив задачу [3, № 6]: «Излучение длиной волны 3 • 10 –7 м падает на поверхность вещества, для которого красная граница фотоэффекта 4,3 • 10 14 Гц. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?»:

После решения ряда других задач, которые учитель может придумать сам или подобрать в сборниках, «дерево» может выглядеть так:

Теперь для некоторых задач ЕГЭ (в части С) можно нарисовать траекторию решения прямо на дереве. Например: «Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых с поверхности металлической пластины светом длиной волны = 3 • 10 –7 м, если красная граница фотоэффекта 540 нм?» [1, вариант 2, С4].

После вычерчивания такой траектории («прыжков с ветки на ветку») сразу начинаем решение:

Остаётся выразить отсюда скорость и подставить числовые значения физических величин.

Продолжая решать более сложные задачи, дети могут найти много других «веток» такого «дерева». Например, после решения задачи [1, вариант 1, С4] («При какой температуре газа средняя энергия теплового движения атомов одноатомного газа будет равна энергии электронов, выбиваемых из металлической пластинки с работой выхода 2 эВ при облучении монохроматическим светом длиной волны 300 нм?») дерево будет выглядеть так:

Решение: (выражаем Т, подставляем числовые значения).

Решая задачи с детьми, мы смогли нарисовать очень «кудрявое дерево», которое позволяет решать любые задачи ЕГЭ части С на фотоэффект. Приводим характерные задачи и окончательный вариант «квантового дерева», на котором показаны примеры его использования при решении конкретных задач [1, 4].

1. Фотоны энергией 5 эВ выбивают электроны с поверхности металла (работа выхода 4,7 эВ). Какой максимальный импульс приобретает электрон при вылете с поверхности металла?

2. Фотокатод освещается светом длиной волны 300 нм. Вылетевшие электроны попадают в однородное магнитное поле индукцией 2 • 10 –4 Тл перпендикулярно линиям индукции и движутся по окружностям, максимальный радиус которых равен 2 см. Чему равна работа выхода электронов?

Читайте также:  Учебник по физике 11 класса скорость света

3. В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключён конденсатор ёмкостью 8000 пФ. При длительном освещении катода светом частотой 10 15 Гц фототок прекращается. Работа выхода электронов из кальция 4,42 • 10 –19 Дж. Какой заряд при этом оказывается на обкладках конденсатора?

Для более успешного решения задач можно указать учащимся диапазоны значений наиболее часто встречающихся величин:

1. Aвых: от 1 до 10 эВ; 1 эВ = 1,6 • 10 –19 Дж.

2. : 10 5 –10 6 м/с c = 3 • 10 8 м/с.

3. : от 700 до 100 нм.

4. : от 10 14 до 10 15 Гц.

КВАНТОВОЕ ДЕРЕВО (окончательный вариант)

Источник

Методика решения задач по физике (стр. 23 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

1.Определите длину волны света, энергия кванта которого равна 3,6· 10-19 Дж.

2. Квант света, имеющий длину волны, равную 230 нм, падает на алюминиевую пластинку и поглощается ею. Вычислит импульс, сообщенный квантом света пластинке.

3.Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из рубидия при освещении ультрафиолетовым лучами с длиной волны равной 3,17 · 10 -7 м и энергией 2,84·10 -19 Дж. Определите работу выхода электронов из рубидия и красную границу фотоэффекта.

4. Какой длины волны следует направить лучи на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2000 км\с? Красная граница фотоэффекта для цезия равна 690 нм.

5.Какое запирающее напряжение надо подать, чтобы электроны, вырванные ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм из вольфрамового катода, не могли создать ток в цепи?

1. Найти массу и импульс фотонов для инфракрасных (ν = 10 12 Гц ) и рентгеновских ( ν= 10 18 Гц) лучей.

2. Энергия фотона равна 4,1 эВ. Найти длину волны, которая ему соответствует.

3.На металлическую пластину падает монохроматический луч света (λ=0,413 мкм). Поток фотоэлектронов, вырванных с поверхности металла, полностью задерживается тормозящим электрическим полем с разностью потенциалов, равной 1 В. Определите работу выхода.

4.Максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных с поверхности меди при фотоэффекте равна 9,3 ·10 6 м/с. Определите частоту света, вызывающего фотоэффект.

5.Какую максимальную скорость могут получить вырванные из калия электроны при облучении его светом с длиной волны 0,4 мкм? Работа выхода равна 3,2·10-19Дж.

1. Каков импульс фотона, энергия которого равна 6 ·10 -19 Дж?

2.Наибольшая длина волны света, при которой происходит фотоэффект для вольфрама, 0,275 мкм. Найти работу выхода электронов из вольфрама, если скорость равна 9,1·105 м/с.

3.Частота света 7,5 ·1016 Гц, работа выхода из ртути 7·10 -19Дж. Вычислите кинетическую энергию фотоэлектронов.

4.Красная граница фотоэффекта для металла 6,2·10 -7м. Найти величину запирающего напряжения для фотоэлектронов при освещении металла светом с длиной волны 330 нм.

5.Найти скорость фотоэлектронов, вылетающих из цинка, при освещении его ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 0,3 мкм. Работа выхода для цинка 4 эВ.

Читайте также:  Мегафон вокруг света тайланд

1.Определить энергию фотона, которому соответствует длина волны равная 6·10-7 м.

2.Для некоторого металла красная граница фотоэффекта ν =4,3·10 14 Гц. Определить работу выхода электрона из этого металла и максимальную кинетическую энергию, которую приобретут электроны под действием излучения с длиной волны λ= 190 нм.

3. Цезиевый катод фотоэлемента освещает светом натриевой лампы с длиной волны равной 600 нм. Определить скорость вырываемых из катода фотоэлектронов, если красная граница фотоэффекта для цезия равна 650 нм.

4.Найти скорость электронов, вырванных из вольфрама светом с длиной волны 0,18 мкм.

5. Вычислите красную границу фотоэффекта для титана.

1.Красная граница фотоэффекта для натрия равна 547 нм. Найдите работу выхода электрона из натрия.

2. Определите максимальную кинетическую энергию электронов, вылетающих из некоторого металла при его освещении светом с длиной волны 0,345 мкм. Работа выхода для этого металла равна 2,45 эВ.

3.Фотоны света, которым облучается поверхность палладия, имеет импульс, равный 5,7 ·10-5 кг·м/с. Найдите максимальную скорость фотоэлектронов. Работа выхода для палладия равна 5 эВ.

4. Какую длину волны должно иметь излучение, чтобы при действии его на титан максимальная скорость фотоэлектронов была равна 500 км/с?

5.Определите импульс фотона, если соответствующая длина волны монохроматического света равна 700 нм.

1. Какой скоростью обладают электроны, вырванные с поверхности натрия, при облучении его светом, частота которого равна 4,5·10 15 Гц? Определить наибольшую длину волны излучения, вызывающего фотоэффект.

2.Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0,29 мкм. Определить работу выхода.

3.Какой кинетической энергией обладают электроны, вырванные с поверхности меди, при облучении ее светом с частотой 6· 1016 Гц?

4. Вычислить длину волны красной границы фотоэффекта для платины.

5. Определить импульс фотона с энергией равной 5,5·10-18 Дж.

1. Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из лития электроны при облучении светом с частотой 1015 Гц?

2.Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из металла при освещении его ультрафиолетовым светом с длиной волны 0,225 мкм равна 4,54 · 10-19 Дж. Определите работу выхода электронов из металлов.

3.Определить наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия, при освещении его светом с длиной волны 400 нм.

4. Какой длине волны излучения соответствует фотон, импульс которого равен 2,5 · 10-27 Дж ·с/м?

5.Определите красную границу фотоэффекта для цинка, если при освещении его излучением, имеющим длину волны 262 нм, задерживающие напряжение равно 1,5 В?

1.Определить задерживающее напряжение для электронов, испускаемых с поверхности натрия под действием монохроматического излучения с длиной волны равной 3000 Å.(1Å=10-10 м)

2. Фотон с энергией равной 10 эВ падает на зеркало и отражается. Какой импульс получает зеркало?

3. Энергия фотона равна 5,1 эВ. Найти длину волны, которая ему соответствует.

4. Красная граница фотоэффекта, для некоторого металла равна 2,75 · 10-7 м. Найти работу выхода электрона из этого металла и максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла светом с длиной волны 1,8 · 10-7м.

5.Определить красную границу фотоэффекта для вольфрама.

1. Определите красную границу фотоэффекта для титана.

Читайте также:  Танец с дьяволом при лунном свете

2. Определить импульс фотона с энергией равной 5·10-18 Дж.

3.Какова работа выхода электрона из катода фотоэлемента, покрытого цезием, при освещении катода светом длиной волны 510 м. Максимальная кинетическая энергия вылетевших фотоэлектронов равна 0,98· 10-19 Дж?

4. Определите наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия при освещении его светом длиной волны 4,32 ·10-7 м. Работа выхода равна 2 эВ, масса электрона 9,1 ·10 -31кг?

5. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные из оксида бария, при облучении светом частотой 3 ПГц?

1. Определите красную границу фотоэффекта для золота.

2. Каков импульс фотона, энергия которого равна 7 · 10-19 Дж?

3.При освещении пластинки, изготовленной из некоторого металла, светом с частотой 8·1014 Гц, затем частотой 6·1014 Гц обнаружили, что максимальная кинетическая энергия электронов изменилась в 3 раза. (Е/3- 2 случае). Определите работу выхода электронов из этого металла.

4. Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если самые «жесткие» лучи в ее рентгеновском спектре имеют частоту равную 1019Гц?

5. Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при облучении ее светом с длиной волны 150 нм?

1. Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из натрия электроны при облучении светом с частотой 5· 1015 Гц?

2. Найти массу и импульс фотонов для инфракрасных (ν = 10 12 Гц ) и рентгеновских ( ν= 10 18 Гц) лучей.

3. Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0,29 мкм. Определите работу выхода.

4.На металлическую пластинку, красная граница фотоэффекта для которой равна 0,5 мкм, падает фотон с длиной волны равной 0,4 мкм. Во сколько раз скорость фотона больше скорости фотоэлектрона?

5. Отрицательно заряженная цинковая пластинка освещалась монохроматическим светом с длиной волны 300 нм. Красная граница для цинка составляет 332 нм. Какой максимальный потенциал приобретет цинковая пластинка?

Контрольная работа № 7

1. Ядро атома состоит из …

Б. … электронов и нейтронов;

В. … нейтронов и протонов;

2. Период полураспада радиоактивных ядер – это …

А. … время, в течение которого число радиоактивных ядер в образце уменьшается в 10 раз;

Б. … время, в течение которого число радиоактивных ядер в образце уменьшается в 2 раза;

В. … время, по истечении которого в радиоактивном образце останется √2 радиоактивных ядер;

Г. … время, в течение которого число радиоактивных ядер в образце уменьшается в 50 раз.

3. Найдите число протонов и нейтронов, входящих в состав изотопов магния 24 Mg; 25 Mg; 26 Mg.

4. Элемент АХ испытал два α- распада. Найдите атомный номер Ζ и массовое число А у нового атомного ядра Υ.

5. Напишите недостающие обозначения в следующих реакциях:

6. Вычислите удельную энергию связи ядра атома гелия 4 Не.

7. Найдите энергетический выход ядерных реакций:

2 Н + 2 Н → р + 3Н ;

6 Li + 2 H → 2 ∙ 4He.

8. В начальный момент времени радиоактивный образец содержал N0 изотопов радона 222Rn. Спустя время, равное периоду полураспада, в образце распалось 1,33 ∙105 изотопов радона. Определите первоначальное число радиоактивных изотопов радона, которое содержалось в образце.

9. Мощность двигателя атомного судна 15 МВт, КПД 30 %. Определите месячный расход ядерного горючего при работе этого двигателя.

Источник

Adblock
detector