Фотоэффект и энергия фотона — 11 класс

Найдите энергию фотона, максимальную энергию фотоэлектрона, пороговую частоту и задерживающее напряжение.

  • 8 вопросов
  • ≈ 8 мин
  • Средний
  • физика
  • 11 класс
  • фотоэффект

Вопросы и ответы

Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.

  1. Частота света стала вдвое больше. Как изменится энергия одного фотона?

    • Увеличится в четыре раза
    • Увеличится вдвое
    • Уменьшится вдвое
    • Не изменится
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Увеличится вдвое

    По формуле Планка E = hν. Постоянная h не меняется, поэтому энергия пропорциональна частоте.

  2. Работа выхода электрона равна 2 эВ, энергия фотона — 5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона?

    • 2 эВ
    • 5 эВ
    • 7 эВ
    • 3 эВ
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 3 эВ

    Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта даёт Kмакс = Eф − Aвых. Разность равна 5 − 2 = 3 эВ.

  3. Работа выхода равна 3 эВ. На металл падают фотоны с энергией 2,5 эВ. Что произойдёт при обычном однофотонном процессе?

    • Все электроны вылетят с энергией 2,5 эВ
    • Электроны вылетят с энергией 0,5 эВ
    • Электроны вылетят с энергией 5,5 эВ
    • Внешнего фотоэффекта не будет
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Внешнего фотоэффекта не будет

    Энергия одного фотона меньше работы выхода. Для однофотонного фотоэффекта этого недостаточно.

  4. Частота света уже выше пороговой. Её сохраняют, а интенсивность повышают. Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

    • Не изменится
    • Уменьшится до нуля
    • Возрастёт пропорционально интенсивности
    • Возрастёт только из-за увеличения числа фотонов
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Не изменится

    Энергия отдельного фотона определяется частотой. Большая интенсивность может увеличить число вылетающих электронов, но не их максимальную энергию при той же частоте.

  5. Фотокатоды отличаются только работой выхода. У второго она вдвое больше. Как изменится пороговая частота однофотонного эффекта?

    • У второго она вдвое больше
    • Она одинакова
    • У второго она в четыре раза больше
    • У второго она вдвое меньше
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: У второго она вдвое больше

    На пороге hν₀ = Aвых. Пороговая частота пропорциональна работе выхода.

  6. Что называют красной границей внешнего фотоэффекта по длине волны?

    • Длину волны, при которой электрон получает наибольшую энергию
    • Наименьшую длину волны любого источника света
    • Наибольшую длину волны, при которой эффект ещё возможен
    • Любую длину волны красного цвета
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Наибольшую длину волны, при которой эффект ещё возможен

    Чем длиннее волна, тем меньше энергия фотона. На границе она как раз равна работе выхода.

  7. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 2,4 эВ. Чему равен модуль задерживающего напряжения?

    • 2,4 В
    • 1,2 В
    • 4,8 В
    • 0,24 В
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: 2,4 В

    На границе остановки электрон преодолевает разность потенциалов Uз. По соотношению Kмакс = eUз значение 2,4 эВ соответствует 2,4 В.

  8. Монохроматический свет в вакууме заменяют светом, длина волны которого втрое меньше. Что станет с импульсом одного фотона?

    • Он уменьшится втрое
    • Он не изменится
    • Он увеличится втрое
    • Он увеличится в девять раз
    Ответ и пояснение

    Верный ответ: Он увеличится втрое

    Импульс фотона p = h/λ. При уменьшении длины волны втрое импульс увеличивается втрое.

При внешнем фотоэффекте электрон получает энергию от фотона. Часть этой энергии нужна для выхода из вещества, а оставшаяся часть может перейти в кинетическую энергию электрона.

Записывайте энергии в одинаковых единицах. Если обе величины даны в электронвольтах, их можно вычитать без пересчёта в джоули. Для задерживающего напряжения важно, что заряд по модулю равен элементарному.