Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
V = 2 • 1015 Гц.
18.3.22. При освещении фотоэлемента светом с длиной волны A = 180 нм получили вольт-амперную характеристику, представленную на рисунке 18.3.1. Пользуясь данной вольт-амперной характеристикой, определите: а) работу выхода электрона из фотокатода; б) число электронов, выбиваемых из фотокатода в единицу
времени. рис. 18_зЛ
385
18.3.23. Если освещать медный шарик радиусом r = 0,5 см светом с длиной волны, вдвое меньшей красной границы фотоэффекта, то шар заряжается. Какой заряд приобретает шар?
18.3.24. Уединенный железный шарик облучают светом с длиной волны A = 200 нм. До какого максимального потенциала зарядится шарик, теряя фотоэлектроны? Работа выхода электрона из железа A = 4,36 эВ.
18.3.25. Уединенную металлическую сферу радиусом R = 1 см облучают светом, и она испускает фотоэлектроны. Сколько электронов она может испустить, если фотоэффект прекращается при возникновении вблизи поверхности сферы электрического поля напряженностью E = 40 В/м? Полем фотоэлектронов пренебречь.
18.3.26. Вакуумный фотоэлемент (рис. 18.3.2) является источником тока. Чему равна ЭДС этого источника (т. е. разность потенциалов на клеммах разомкнутого источника), если на фотоэлемент падает свет с частотой V? Работа выхода электрона из материала катода равна A.
18.3.27. При освещении вакуумного фотоэлемента (отключенного от электрической цепи) желтым светом длиной волны Ai = = 600 нм он заряжается до разности потенциалов Дф1 = 1,2 В. До какой разности потенциалов зарядится этот фотоэлемент при освещении его фиолетовым светом с длиной волны A2 = 400 нм?
18.3.28. В фотоэлементе (рис. 18.3.3) катод, изготовленный из материала с работой выхода A = 6-10-10 Дж, облучают светом с длиной волны A = 2 • 10-7 м. Чтобы избавиться от объемного заряда, между сеткой С и катодом создана ускоряющая разность потенциалов Дф1 = 2 В. Чему должна быть равна разность потенциалов между сеткой С и анодом, чтобы фототок прекратился?
• 18.3.29. Вакуумный фотоэлемент состоит из центрального катода (вольфрамового шарика) и анода (внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы). Контактная разность потенциалов между электродами ио = 0,6 В ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещают светом с длиной волны A = 230 нм. Какую задерживающую разность потенциалов U надо приложить между электродами, чтобы фототок прекратился? Какая скорость v будет
<?>
Рис. 18.3.2
Рис. 18.3.3
386
у электронов, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом разности потенциалов?
18.3.30. Фотоны с энергией E = 4,9 эВ выбивают электроны из металла, работа выхода электрона из которого A = 4,5 эВ. Определите максимальный импульс, передаваемый поверхности металла каждым вылетевшим электроном.
18.3.31. Плоскую алюминиевую пластинку освещают ультрафиолетовыми лучами с длиной волны X = 83 нм. На какое максимальное расстояние от поверхности пластинки может удалиться фотоэлектрон, если вне пластинки создано перпендикулярное ей задерживающее однородное электрическое поле напряженностью E = 7,5 В/см? Красная граница фотоэффекта для алюминия X0 = 332 нм.
18.3.32. Плоскую серебряную пластинку освещают светом с длиной волны X = 200 нм. Выбиваемые светом фотоэлектроны попадают в однородное тормозящее электрическое поле, линии напряженности которого перпендикулярны поверхности пластинки. На расстоянии l = 1 мм от поверхности пластинки максимальный импульс выбитых электронов, вылетающих перпендикулярно поверхности пластинки, pmax = 5 ¦ 10-25 кг ¦ м/с. Найдите напряженность тормозящего поля, если работа выхода электрона из серебра A = 4,74 эВ.
18.3.33. Плоскую пластинку из калия освещают светом с длиной волны X = 400 нм. Вблизи поверхности пластинки создано однородное электрическое поле напряженностью E = 50 В/м. Поле перпендикулярно пластине и направлено к ней. Спустя какое время после вылета из пластинки фотоэлектрон потеряет треть своей начальной скорости? Считать, что электрон вылетает с максимальной скоростью перпендикулярно поверхности пластинки. Красная граница фотоэффекта для калия X0 = 577 нм.
18.3.34. Незаряженный плоский конденсатор с пластинами площадью S = 6 ¦ 10-4 м2 каждая и расстоянием между ними d = = 10 мм помещен в вакуум. Внутреннюю поверхность одной из пластин равномерно освещают светом с длиной волны X = 200 нм. Вылетающие фотоэлектроны попадают на другую пластину. Оцените, через какое время после начала освещения фототок между пластинами прекратится, если в среднем за время t = 1 с вылетает n = 105 электронов. Работа выхода электрона из вещества пластины A = 3 эВ.
18.4. Эффект Комптона
18.4.1. Насколько изменяется длина волны рентгеновских лучей при комптоновском рассеянии под углом 60°? (Длина волны Комптона Xk = 2,4263-10-12 м.)
18.4.2. При облучении графита рентгеновскими лучами длина волны излучения, рассеянного под углом 45°, оказалась равной X' = = 10,7 пм. Чему равна длина волны падающих лучей?
387
18.4.3. Длина волны рентгеновских лучей после комптоновско-го рассеяния увеличилась на AA = 3,62 пм. Найдите угол рассеяния.
