№№ заданий Пояснения Ответы Ключ Добавить инструкцию Критерии
Источник Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ Справка
PDF-версия PDF-версия (вертикальная) PDF-версия (крупный шрифт) PDF-версия (с большим полем) Версия для копирования в MS Word
Фотоэффект
1.

Фотокатод с работой выхода 4,42 умножить на 10 в степени минус 19 \text{Дж}, освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле индукцией 7,87 умножить на 10 в степени минус 4 \text{Тл} перпендикулярно вектору индукции. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

2.

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е. Пролетев путь S=5 умножить на 10 в степени минус 4 \text{м}, он приобретает скорость v=3 умножить на 10 в степени 6 \text{м/с}. Какова напряженность электрического поля? Релятивистские эффекты не учитывать.

3.

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода), помещенной в сосуд, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е = 5 умножить на 10 в степени 4 \text{В/м}. Какой путь пролетел в этом электрическом поле электрон, если он приобрел скорость v = 3 умножить на 10 в степени 6 \text{м/с}? Релятивистские эффекты не учитывать.

4.

При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов \Delta U=5\text{B}. Какова работа выхода A_{вых}, если максимальная энергия ускоренных электронов E_e равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?

5.

При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов U. Работа выхода электронов из металла A_{вых}=2\text{эВ}. Определите ускоряющую разность потенциалов U, если максимальная энергия ускоренных электронов E_e равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла.

6.

Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода \lambda_0=290\text{нм}. При облучении катода светом с длиной волны \lambda фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,5\text{В}. Определите длину волны \lambda.

7.

Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода \lambda_0=290\text{нм}. Фотокатод облучают светом с длиной волны \lambda=220\text{нм}. При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается?

8.

Фотокатод облучают светом с длиной волны 300 нм. Красная граница фотоэффекта фотокатода 450 нм. Вычислите запирающее напряжение U  между анодом и катодом.

9.

В двух опытах по фотоэффекту металлическая пластинка облучалась светом с длинами волн соответственно {{\lambda }_{1}}=350 нм и {{\lambda }_{2}}=540 нм. В этих опытах максимальные скорости фотоэлектронов отличались в  дробь, числитель — {{v}_{1}}, знаменатель — {{v _{2}}}=2 раза. Какова работа выхода с поверхности металла?

10.

Источник в монохроматическом пучке параллельных лучей за время \Delta t=8 умножить на {{10} в степени минус 4 }\text{c} излучает N=5 умножить на {{10} в степени 14 } фотонов. Лучи падают по нормали на площадку S=0,7\text{см} в степени 2 и создают давление P=1,5 умножить на {{10} в степени минус 5 }\text{Па} . При этом 40\% фотонов отражается, а 60\% поглощается. Определите длину волны излучения.

11.

Для измерения величины постоянной Планка h в своё время использовался следующий опыт. В вакуумный фотоэлемент помещался катод из какого-либо металла, окружённый металлическим анодом. Катод облучали светом определённой длины волны (и частоты) и измеряли задерживающее напряжение между катодом и анодом, при котором ток в цепи с фотоэлементом прекращался. Оказалось, что при длине волны света, падающего на фотокатод, равной {{\lambda }_{1}}=\text{25}0 нм, задерживающее напряжение было равно {{U}_{1}}=2,82 В, а при освещении светом с частотой {{\nu }_{2}}=1,5 умножить на {{10} в степени 15 } Гц оно равнялось {{U}_{2}}=4,05 В. Найдите по этим данным величину постоянной Планка.

12.

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой E_{n}= минус дробь, числитель — 13,6, знаменатель — n в степени 2 эВ, где n = 1, 2, 3, … При переходе из состояния E_{2} в состояние E_{1} атом испускает фотон. Поток таких фотонов падает на поверхность фотокатода. Запирающее напряжение для фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, U_{зап}=7,4В. Какова работа выхода A_{вых} фотоэлектронов с поверхности фотокатода?

13.

Металлическая пластина облучается светом частотой  \nu = 1,6 умножить на 10 в степени 1 в степени 5  Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости \vec{E} направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

14.

Металлическая пластина облучается светом. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м. Вектор напряжённости \vec{E} поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите частоту падающего на пластину света.

15.

Металлическая пластина облучается светом частотой \nu= 1,6 умножить на 10 в степени 1 в степени 5 Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости \vec{E} поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Определите работу выхода электронов из данного металла.

16.

Металлическая пластина облучается светом частотой \nu= 1,6 умножить на 10 в степени 1 в степени 5 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле, вектор напряжённости \vec{E} которого направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15,9 эВ. Чему равен модуль напряжённости электрического поля?

17.

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть работа выхода A с поверхности фотокатода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении? Частота света 6,5 умножить на 10 в степени 14 Гц, напряжённость электрического поля 3 умножить на 10 в степени 2 В/м, индукция магнитного поля 10 в степени м инус в степени 3 Тл.

18.

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть частота падающего света \nu, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена против оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 3 умножить на 10 в степени 2 В/м, индукция магнитного поля 10 в степени минус 3 Тл.

19.

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть частота падающего света \nu, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена в положительном направлении оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 3 умножить на 10 в степени 2 В/м, индукция магнитного поля 10 в степени м инус в степени 3 Тл.

20.

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть напряжённость электрического поля E, чтобы самые быстрые электроны отклонялись в положительном направлении оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, частота света 6,5 умножить на 10 в степени 14 Гц, индукция магнитного поля 10 в степени м инус в степени 3 Тл.

21.

Законы фотоэффекта, как выяснилось недавно, не имеют абсолютного характера. В частности, это касается «красной границы фотоэффекта». Когда появились мощные лазерные источники света, оказалось, что за счёт нелинейных эффектов в среде возможно так называемое многофотонное поглощение света, при котором закон сохранения энергии (формула Эйнштейна для фотоэффекта) имеет вид:

 

n умножить на h\nu=A_{вых} плюс дробь, числитель — mv в степени 2 , знаменатель — 2 .

 

Какое минимальное число n фотонов рубинового лазера с длиной волны \lambda=694{,}3нм должно поглотиться, чтобы из вольфрама с работой выхода A_{вых}=4{,}5эВ был выбит один фотоэлектрон?

22.

Два покрытых кальцием электрода, один из которых заземлён, находятся в вакууме. Один из электродов заземлён. К ним подключён конденсатор ёмкостью C1 = 20 000пФ. Появившийся в начале фототок при длительном освещении прекращается, при этом на конденсаторе возникает заряд q = 2 · 10−8 Кл. Работа выхода электронов из кальция A = 4,42 · 10−19 Дж. Определите длину волны света, освещающего катод.

23.

В вакууме находятся два покрытых кальцием электрода, к которым подключен конденсатор емкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд, равный 3,3·10–10 Кл. Работа выхода электронов из кальция составляет 4,42·10–19 Дж. Определите длину волны света, освещающего катод. Электроёмкостью системы электродов по сравнению с электроёмкостью конденсатора пренебречь.

24.

Фотокатод, покрытый кальцием, освещается светом с длиной волны λ = 300 нм. Работа выхода электронов из кальция равна Авых = 4,42·10–19 Дж. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружности с максимальным радиусом R = 4 мм. Каков модуль индукции магнитного поля В?

25.

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода) сосуда, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряжённостью E=5 умножить на 10 в степени 4 В/м. До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь S=5 умножить на 10 в степени минус 4 м? Релятивистские эффекты не учитывать.

26.

Металлическая пластина облучается светом частотой v = 1,6 · 1015 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости \vec{E} направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

27.

В вакууме находятся два кальциевых электрода, к которым подключён конденсатор ёмкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд 5,5 · 10−9 Кл. «Красная граница» фотоэффекта для кальция λ0 = 450 нм. Определите частоту световой волны, освещающей катод. Ёмкостью системы электродов пренебречь.

28.

Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 300 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 2,23 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в эВ.

29.

Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 412 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 1 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в эВ.

30.

Фотокатод с работой выхода 4,42 ∙ 10–19 Дж освещается монохроматическим светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 4 ∙ 10–4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 10 мм. Какова частота \nu падающего света?

31.

При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для вылетающих с этой поверхности фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная длина волны падающего света была равна 250 нм. Какова частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла?

32.

Частота красной границы фотоэффекта для калия равна 5,33 · 1014 Гц. Если другой металл облучить светом с такой же длиной волны, то кинетическая энергия вылетевших электронов будет в 3 раза меньше работы выхода для этого вещества. Чему равна частота красной границы фотоэффекта для неизвестного металла?

33.

На рисунке представлен график зависимости фототока из металлической пластины от величины запирающего напряжения. Длина волны фотонов составляет 500 нм. Чему равна мощность падающего излучения, если известно, что каждые 50 фотонов, падающих на металлическую пластинку, приводят к выбиванию одного электрона.

34.

На рисунке представлен график зависимости фототока из металлической пластины от величины запирающего напряжения. Мощность падающего излучения составляет 0,21 Вт. Чему равна частота фотонов, если известно, что каждые 30 фотонов, падающих на металлическую пластинку, приводят к выбиванию одного электрона.

35.

На металлическую пластину с работой выхода электронов равной 3,75 эВ падает свет. После того как электрон покинул пластину, он попадает в электрическое поле с напряжённостью E = 10 В/см. Максимальное расстояние, на которое электрон может удалиться от пластины, равно d = 1,35 мм. Найти частоту падающего света.

36.

В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой ν = 6,1 · 1014 Гц падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова мощность падающего света P, если в среднем один из 20 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?

37.

Катод из ниобия облучают светом частотой \nu=1{,}1 умножить на 10 в степени 15 Гц, соответствующей красной границе фотоэффекта для германия. При этом максимальная кинетическая энергия вылетевших фотоэлектронов в два раза меньше, чем работа выхода для ниобия. Найдите частоту красной границы фотоэффекта для ниобия.