Фотоэффект и энергия фотона — 11 класс
Найдите энергию фотона, максимальную энергию фотоэлектрона, пороговую частоту и задерживающее напряжение.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Частота света стала вдвое больше. Как изменится энергия одного фотона?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Увеличится вдвое
По формуле Планка E = hν. Постоянная h не меняется, поэтому энергия пропорциональна частоте.
-
Работа выхода электрона равна 2 эВ, энергия фотона — 5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 3 эВ
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта даёт Kмакс = Eф − Aвых. Разность равна 5 − 2 = 3 эВ.
-
Работа выхода равна 3 эВ. На металл падают фотоны с энергией 2,5 эВ. Что произойдёт при обычном однофотонном процессе?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Внешнего фотоэффекта не будет
Энергия одного фотона меньше работы выхода. Для однофотонного фотоэффекта этого недостаточно.
-
Частота света уже выше пороговой. Её сохраняют, а интенсивность повышают. Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?
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.
-
Фотокатоды отличаются только работой выхода. У второго она вдвое больше. Как изменится пороговая частота однофотонного эффекта?
Ответ и пояснение
Верный ответ: У второго она вдвое больше
На пороге hν₀ = Aвых. Пороговая частота пропорциональна работе выхода.
-
Что называют красной границей внешнего фотоэффекта по длине волны?
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.
-
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 2,4 эВ. Чему равен модуль задерживающего напряжения?
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.
-
Монохроматический свет в вакууме заменяют светом, длина волны которого втрое меньше. Что станет с импульсом одного фотона?
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.