Задачи на тему Световые кванты. Действия света
из задачника Степанова 9, 10, 11 класс по предмету Физика

Название темы: Фотон
№1680. Чему равна энергия фотона красного света, имеющего в вакууме длину волны 0,72 мкм?
№1681. Каким импульсом обладает фотон излучения с частотой 5 • 1014 Гц? Какова масса этого фотона?
№1682. Определите импульс фотона излучения с длиной волны 600 нм. Какова масса этого фотона?
№1683. Найдите массу фотона: а) красных лучей света (λ = 700 нм); б) рентгеновских лучей (λ = 25 пм); в) γ-лучей (λ= 1,24 пм).
№1684. Какой массой обладает фотон с длиной волны 6 ⋅ 10-5 см? Сколько нужно таких фотонов, чтобы их масса была равна массе покоя электрона?
№1685. Найдите энергию, массу и импульс фотона, если соответствующая ему длина волны равна 1,6 пм.
№1686. С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс и энергия были равны импульсу и энергии фотона с длиной волны равной 520 нм?
№1687. Найдите массу фотона, импульс которого равен импульсу молекулы водорода при температуре 20 °С. Скорость молекулы считайте равной средней квадратичной скорости.
№1688. Тренированный глаз, длительно находящийся в темноте, способен в особых случаях реагировать на световой поток, приносящий в зрачок глаза всего 50 фотонов в секунду. Найдите минимальную мощность, воспринимаемую глазом. Длину волны фотона принять равной 500 нм.
№1689. Ртутная дуга имеет мощность 125 Вт. Какое число фотонов испускается в единицу времени в излучении с длинами волн 612,3 нм, 579,1 нм, 546,1 нм, 404,7 нм, 365,5 нм и 253,7 нм? Интенсивности этих линий составляют соответственно 2%, 4%, 4%, 2,9%, 2,5% и 4% интенсивности излучения ртутной дуги. Считайте, что 80% мощности дуги идет на излучение.
№1690. Рентгеновская трубка, работающая под напряжением 50 кВ и при силе тока 2 мА, излучает 5 ⋅ 1013 фотонов в секунду. Принимая среднюю длину волны излучения трубки равной 0,1 нм, определите КПД трубки. Объясните, на что расходуется остальная энергия, поглощаемая из электрической сети.
№1691. Допустим, что небольшой космический корабль, масса которого вместе с экипажем равна 1460 кг, оказался в космическом пространстве, где гравитационное поле пренебрежимо мало. Какую скорость приобретет корабль, если на нем установить прожектор, излучающий в пространство свет мощностью 10 Вт в течение одних земных суток?
Название темы: Фотоэффект
№1692. Почему существование красной границы в явлении фотоэффекта говорит в пользу корпускулярной теории света и против волновой?
№1693. Имеются электрически нейтральные пластинки из металла и полупроводника. При освещении металла возникает внешний фотоэффект, а при освещении полупроводника — внутренний. Останутся ли пластинки электрически нейтральными? Как это можно объяснить?
№1694. В опыте по обнаружению фотоэффекта цинковая пластина крепится на стержне электрометра, предварительно заряжается отрицательно и освещается светом электрической дуги так, чтобы лучи падали перпендикулярно плоскости пластины. Как изменится время разрядки электрометра, если: а) пластину повернуть так, чтобы лучи падали на нее под некоторым углом; б) электрометр приблизить к источнику света; в) закрыть непрозрачным экраном часть пластины; г) увеличить освещенность; д) поставить светофильтр, задерживающий инфакрасную часть спектра; е) поставить светофильтр, задерживающий ультрафиолетовую часть спектра?
№1695. Фотон выбивает с поверхности металла с работой выхода 2 эВ электрон с энергией 2 эВ. Какова минимальная энергия такого фотона?
№1696. Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для натрия составляет 530 нм. Определите работу выхода электронов из натрия.
№1697. Работа выхода электронов из золота равна 4,76 эВ. Найдите красную границу фотоэффекта для золота.
№1698. Найдите длину волны света, соответствующего красной границе фотоэффекта, для: а) лития; б) натрия; в) калия; г) цезия.
№1699. Работа выхода электронов из ртути равна 4,53 эВ. Возникнет ли фотоэффект, если на поверхность ртути направить видимый свет?
№1700. Работа выхода электронов из кадмия равна 4,08 эВ. Какова частота света, если максимальная скорость фотоэлектронов равна 7,2 • 105 м/с?
№1701. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при его освещении лучами с длиной волны 345 им. Работа выхода электронов из калия равна 2,26 эВ.
№1702. Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из рубидия при его освещении ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 317 нм, равна 2,84 • 10-19 Дж. Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта для рубидия.
№1703. Наибольшая длина волны света, при которой еще может наблюдаться фотоэффект для калия, равна 450 нм. Найдите скорость электронов, выбитых из калия светом с длиной волны 300 им.
№1704. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла равна 275 нм. Найдите работу выхода электронов из этого металла, максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых из него светом с длиной волны 180 нм, и максимальную кинетическую энергию электронов.
№1705. Фотоны с энергией 4,9 эВ вырывают электроны из металла с работой выхода 4,5 эВ. Найдите максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.
№1706. Находящаяся в вакууме вольфрамовая пластина освещается ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 200 нм. Какую разность потенциалов надо приложить к зажимам 1 и 2, чтобы фототока в цепи пластины не было? Работа выхода электронов из вольфрама равна 4,5 эВ (рис. 242).
№1707. Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 275 нм. Найдите значение запирающего напряжения, если вольфрам освещается светом с длиной волны 175 нм.
№1708. Для полной задержки фотоэлектронов, выбитых из некоторого металла излучением с длиной волны 210 нм, требуется напряжение 2,7 В. Чему равна работа выхода для этого вещества?
№1709. Найдите частоту света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов 3 В. Фотоэффект начинается при частоте света 6 ⋅ 1014 Гц. Найдите работу выхода электронов из этого металла.
№1710. При фотоэффекте с платиновой поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов 0,8 В. Найдите длину волны применяемого излучения и предельную длину волны, при которой еще возможен фотоэффект.
№1711. В опыте Столетова цинковая пластинка, заряженная отрицательно, облучалась светом вольтовой дуги. До какого минимального потенциала зарядится цинковая пластинка, если она будет облучаться монохроматическим светом с длиной волны 324 нм? Работа выхода из цинка равна 3,74 эВ.
№1712. Для изучения фотоэффекта на литии в качестве источника ультрафиолетового излучения используется ртутная лампа. С помощью светофильтров из ее спектра можно выделять излучения с определенными длинами волн. Использованные длины волн и соответствующие им напряжения запирания приведены в таблице. Постройте по данным этой таблицы график зависимости напряжения запирания от частоты падающего света, U3(v). Вычислите полученное из этого эксперимента значение постоянной Планка и сравните его с табличным.
№1713. Найдите постоянную Планка, если фотоэлектроны, вырываемые с поверхности металла светом с частотой 1,2 • 1015 Гц, задерживаются напряжением 3,1 В, а вырываемые светом с длиной волны 125 нм — напряжением 8,1 В.
№1714. Легкая крестовина с четырьмя лепестками легко вращается вокруг вертикальной оси внутри стеклянного баллона, из которого откачан воздух (рис. 243). Поверхность каждого лепестка с одной стороны зеркальная, а с другой — черная. Если на баллон направить световое излучение, то крестовина начинает вращаться. При этом зеркальная поверхность движется навстречу лучам, а черная — по направлению лучей. Можно ли этот опыт объяснить световым давлением?
№1715. На поверхность тела площадью 1 м падает за 1 с 105 фотонов с длиной волны 500 нм. Определите световое давление, если все фотоны поглощаются телом.
№1716. На поверхность тела площадью 1 м2 падает за 1 с 105 фотонов с длиной волны 500 нм. Определите световое давление, если все фотоны отражаются телом.
№1717. Как средство перемещения космического корабля в пределах Солнечной системы было предложено использовать световое давление, для чего потребовался бы большой парус из алюминиевой фольги. Каковы должны быть размеры паруса, чтобы сила давления света скомпенсировала силу притяжения к Солнцу? Примите массу корабля и паруса равными 1460 кг и предположите, что поверхность паруса идеально отражает свет и ориентирована под прямым углом к солнечным лучам.

Рады приветствовать учеников всех учебных заведений всех возрастов на нашем сайте! Здесь вы найдете решебники и решения задач бесплатно, без регистрации.
Видео онлайн