Если в уравнении эйнштейна для внешнего фотоэффекта положить модуль максимальной скорости (5 видео)

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Эйнштейн в 1905 г. дал объяснение фотоэффекта, развив идею Планка о прерывающемся испускании света:

Исходя из заявления Эйнштейна, из явления фотоэффекта вытекает, что свет имеет прерывистую структуру: излученная порция световой энергии E = hv сохраняет свою индивидуальность и далее. Поглотиться может лишь вся порция полностью. Эта порция имеет название фотона.

Если фотон передает электрону энергию hv, которая является больше или равной величине работы А по удалению электрона с поверхности металла, значит, электрон покидает поверхность этого металла. Разность между hv и А приводит к образованию кинетической энергии электрона. Следствие из закона сохранения энергии:

Эта формула является уравнением Эйнштейна, которое описывает каждый из законов фотоэффекта. Следствием из уравнения Эйнштейна является то, что кинетическая энергия электрона линейно зависит от частоты v и никак не зависит от интенсивности излучения. Так как общее число электронов n, которые покидают поверхность металла, пропорционально числу падающих фотонов, значит, величина n оказывается пропорциональной интенсивности падающего излучения.

Красную границу фотоэффекта можно получить из , если скорость электрона, который покидает металл, приравнять к нулю:

то есть красная граница фотоэффекта зависит лишь от работы выхода А. С учетом того, что , из получаем значение предельной длины волны:

При длинах волн, больших λ_min, то есть расположенных ближе к красным волнам, фотоэффект не наблюдается. Именно поэтому и появилось название предельной длины волны λ_min — красная граница фотоэффекта.

Видео:ФОТОЭФФЕКТ И УРАВНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА НА ПРИМЕРЕ ТЮРЬМЫСкачать

Если в уравнении эйнштейна для внешнего фотоэффекта положить модуль максимальной скорости

Если для некоторого металла минимальная энергия фотонов, при которой возможен фотоэффект E_min = 4 эВ, то при облучении этого металла фотонами, энергия которых E = 7 эВ, то максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна:

Решение . Согласно уравнению фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода и на сообщение электрону кинетической энергии:

Красной границей называют минимальную частоту света, при которой еще наблюдается фотоэффект. В этом случае кинетическая энергия фотоэлектронов обращается в ноль . Тогда при облучении металла фотонами с энергией E = 7 эВ, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов будет равна:

Правильный ответ указан под номером 2.

Катод фотоэлемента, работа выхода электрона с поверхности которого A_вых = 2 эВ, освещается монохроматическим излучением. Если задерживающее напряжение U_з = 7 В, то энергия фотонов E равна:

Решение . Согласно теории фотоэффекта, энергия поглощенного фотона идет на работу выхода и на сообщение электрону кинетической энергии. Электрическое поле совершает отрицательную работу, тормозя электроны

Правильный ответ указан под номером 5.

Если при облучении фотонами металла, для которого работа выхода A_вых = 3 эВ, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов = 8 эВ, то энергия фотонов E равна:

Правильный ответ указан под номером 5.

Катод фотоэлемента облучается фотонами энергия которых E = 5 эВ. Если работа выхода электрона с поверхности фотокатода A_вых = 4 эВ, то задерживающее напряжение U_з, равно:

Правильный ответ указан под номером 1.

Катод фотоэлемента облучается фотонами энергия которых E = 11 эВ. Если минимальная энергия фотонов, при которой возможен фотоэффект E_min = 4 эВ, то задерживающее напряжение U_з, равно:

Красной границей называют минимальную частоту света, при которой еще наблюдается фотоэффект. В этом случае кинетическая энергия фотоэлектронов обращается в ноль . Электрическое поле совершает отрицательную работу, тормозя электроны:

Правильный ответ указан под номером 3.

Фотоэлектроны, выбиваемые с поверхности металла светом с длиной волны λ = 330 нм, полностью задерживаются, когда разность потенциалов между электродами фотоэлемента U_з = 1,76 В. Длина волны λ_к, соответствующая красной границе фотоэффекта, равна:

Решение . Энергия налетающих фотонов передаётся электронам и расходуется на преодоление электронами работы выхода из металла и увеличение скорости электронов

Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта и работы выхода связаны следующим образом

Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией вылетевших электронов

Отсюда длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, равна

Правильный ответ указан под номером 3.

Поверхность металла освещают светом с длиной волны λ = 250 нм. Если длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта для данного металла, λ_к = 332 нм, то задерживающая разность потенциалов U_з между электродами фотоэлемента равна:

Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта и работы выхода связаны следующим образом

Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией вылетевших электронов

Отсюда запирающее напряжение для такой длины волны фотонов равно

Правильный ответ указан под номером 1.

Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта для металла, λ_к = 577 нм. Если фотоэлектроны полностью задерживаются, когда разность потенциалов между электродами фотоэлемента U_з = 2,28 В, то поверхность металла освещают светом с длиной волны λ, равной:

Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта и работы выхода связаны следующим образом

Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией вылетевших электронов

Таким образом, длина волны фотонов равна

Правильный ответ указан под номером 1.

Если красная граница фотоэффекта для некоторого металла соответствует длине волны = 621,5 нм, то работа выхода A_вых электрона с поверхности этого металла равна:

Решение . Работа выхода равна

Правильный ответ указан под номером 4.

Если работа выхода электрона с поверхности некоторого металла то красная граница фотоэффекта v_min для этого металла равна:

Решение . Частота красной границы фотоэффекта выражается формулой

Правильный ответ указан под номером 3.

На экране, расположенном на одинаковом расстоянии от двух точечных источников когерентных световых волн, получена интерференционная картина (см. рис.). Если разность фаз волн в точке 1 равна нулю, то в точке 2 разность фаз волн равна:

Решение . На интерференционной картине точка 1 соответствует центральному максимуму, точка 2 — максимуму второго порядка. Разность фаз волн равна

Правильный ответ указан под номером 5.

В идеализированной модели фотоэлемента на фотокатод падает электромагнитное излучение с длиной волны постоянной мощностью P. Фотоэлектроны, вырванные под действием этого излучения с поверхности фотокатода, движутся с одинаковой скоростью в направлении анода. На рисунке изображена зависимость напряжения U на фотоэлементе от силы тока I в цепи, полученная после подключения фотоэлемента к реостату и изменения сопротивления реостата от R_min = 0 Ом до бесконечно большого значения. Если каждый фотон, падающий на фотоэлемент, вырывает один фотоэлектрон, то максимальная доля энергии падающего излучения, превращаемая в электрическую энергию, равна . %.

Решение . Энергия падающего излучения равна энергия электрического тока . Причем переносимый заряд . Число падающих фотонов равно числу фотоэлектронов. Тогда доля энергии падающего излучения, превращаемая в электрическую энергию

Видео:законы Столетова Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффектаСкачать

Формула Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

На данном уроке, тема которого: «Формула Эйнштейна для фотоэффекта. Применение фотоэффекта», мы познакомимся с самим уравнением Эйнштейна, дадим определение красной границы фотоэффекта, а также решим задачу.