§ 28. Фатон. Ураўненне Эйнштэйна для фотаэфекту
Практыкаванне 19
1.Вызначыце энергію Е фатона для выпраменьвання частатой ν = 5,4 · 1014 Гц
2. Вылічыце энергію Е1 фатона бачнага святла даўжынёй хвалі λ1 = 0,60 мкм і параўнайце яе з энергіямі фатонаў ультрафіялетавага выпраменьвання даўжынёй хвалі λ2= 0,252 мкм рэнтгенаўскага выпраменьвання λ3= 0,10 мкм і γ-выпраменьвання λ4= 0,10 пм.
3. Вызначыце чырвоную мяжу νmin фотаэфекту для некаторага металу, калі работа выхаду электрона з яго Авых = 3,3 · 10-19 Дж.
4. Вызначыце даўжыню хвалі λ ультрафіялетавага выпраменьвання, падаючага на паверхню цынку, пры якой модуль максімальнай скорасці вылятаючых фотаэлектронаў складае .
5. Вызначыце работу выхаду Авых электрона з катода, выкарыстаўшы вольт-амперную характарыстыку вакуумнага фотаэлемента (мал. 178). Катод асвятляецца святлом з даўжынёй хвалі λ = 200 нм. Знайдзіце лік N электронаў, выбіваемых з фотакатода за адзінку часу.
6. Вызначыце колькасць N фатонаў з частатой ν= 9,5·1012 Гц, якая змяшчаецца ў імпульсе выпраменьвання з энергіяй E = 8,8 · 10-18 Дж.
7. Вызначыце максімальную кінетычную энергію і модуль максімальнай скорасці фотаэлектрона, што вылецеў з натрыю пры апраменьванні яго ультрафіялетавым выпраменьваннем даўжынёй хвалі λ = 200 нм.
8. На металічную пласціну падае монахраматычнае святло даўжынёй хвалі λ = 413 нм. Вызначыце работу выхаду Aвых (эВ), калі затрымліваючае напружанне U3 = 1,0 B
9. Вызначыце модуль імпульсу p фотона, які адпавядае яго выпраменьванню даўжынёй хвалі λ = 600 нм.
10. Вызначыце даўжыню хвалі λ выпраменьвання, фатон якога мае такую ж энергію, як электрон, што прайшоў паскаральную рознасць патэнцыялаў Δφ = 4,1 В.
11. Вызначыце максімальную скорасць фотаэлектронаў, што вылецелі з паверхні цынку пры асвятленні яго ўльтрафіялетавым выпраменьваннем даўжынёй хвалі λ =300 нм.
12. Вызначыце работу выхаду Авых электрона з рэчыва пласціны, якую асвятляюць святлом з даўжынёй хвалі λ = 350 нм, калі найбольшае значэнне імпульсу, што перадаецца пласціне адным фотаэлектронам, p = 3,0 · 10-25 кг · м/с.
13. Вызначыце даўжыню хвалі λ, калі модуль імпульсу фатона, які адпавядае гэтай хвалі, роўны p = 1,3 · 10-27 кг · м/с .
14. Вызначыце модуль імпульсу p фатона, які выклікае фотаэфект, калі максімальная кінетычная энергія фотаэлектронаў у k = 1,5 раза меншая за работу выхаду электронаў з рэчыва катода Авых = 6,0 эВ.
15. Вызначыце частату падаючых на паверхню металу фатонаў, калі максімальная энергія фотаэлектронаў, што вылецелі, Emax = 9,0 эВ , а работа выхаду Авых = 2,7 эВ.
16. Фатон, якому адпавядае даўжыня хвалі λ = 4,0 · 10-10 м, зведвае пругкі цэнтральны ўдар з электронам у стане спакою і адлятае назад. Вызначыце скорасць электрона пасля ўдару з фатонам.
17. Фатон, якому адпавядае даўжыня хвалі λ = 4,0·10-10 м, сутыкаецца з электронам у стане спакою і адлятае пад вуглом да пачатковага напрамку свайго руху. Вызначыце імпульс фатона пасля сутыкнення, лічачы скорасць электрона пасля сутыкнення .
18. Вызначыце, на колькі Δt градусаў нагрэецца кропля вады аб’ёмам V = 0,70 мм3, калі на яе штосекундна падаюць N = 2,5 · 1015 фатонаў з даўжынёй хвалі λ = 500 нм і цалкам паглынаюцца кропляй.
19. Вызначыце даўжыню хвалі λ электрамагнітнага выпраменьвання, якім апраменьваюць вальфрамавую пласцінку, калі вядома, што фотаэлектроны з максімальнай кінетычнай энергіяй праходзяць без адхілення абсяг аднародных узаемна перпендыкулярных электрычнага і імагнітнага палёў (мал. 178-1). Модуль напружанасці электрычнага поля , модуль індукцыі магнітнага поля B =10 мТл.