Fizyka II OO/Ćwiczenia XIII: Praktyczne zastosowania zjawiska fotoelektrycznego

Z Brain-wiki
Wersja z dnia 21:59, 23 maj 2015 autorstwa Anula (dyskusja | edycje)
(różn.) ← poprzednia wersja | przejdź do aktualnej wersji (różn.) | następna wersja → (różn.)

Zadania do rozwiązania na ćwiczeniach

Zad. 1
Ile wynosi energia fotonu światła lampy (w [J] i [eV]), którego maksimum przypada na długość fali 575 [nm]?


Zad. 2
Czy pod wpływem światła o długości fali 720 [nm] (barwa czerwona) zajdzie dla baru zjawisko fotoelektryczne? Ile dokładnie wynosi graniczna długość fali potrzebna do wyemitowania elektronu z baru, dla którego praca wyjścia wynosi 2,5 [eV]?


Zad. 3
W których z wymienionych pierwiastków wystąpi zjawisko fotoelektryczne pod wpływem światła widzialnego o długości 400 [nm]?

Pierwiastek eV Pierwiastek eV Pierwiastek eV Pierwiastek eV Pierwiastek eV Pierwiastek eV
Ag 4,26 Al 4,28 As 3.75 Au 5,1 B 4,45 Ba 2,7
Be 4,98 Bi 4,22 C 5 Ca 2,87 Cd 4,22 Ce 2,9
Co 5 Cr 4,5 Cs 2,14 Cu 4,65 Eu 2,5 Fe 4,5
Ga 4,2 Gd 3,1 Hf 3,9 Hg 4,49 In 4,12 Ir 5,27
K 2,3 La 3,5 Li 2,9 Lu 3,3 Mg 3,66 Mn 4,1
Mo 4,6 Na 2,75 Nb 4,3 Nd 3,2 Ni 5,15 Os 4,83
Pb 4,25 Pt 5,65 Rb 2,16 Re 4,96 Rh 4,98 Ru 4,71
Sb 4,55 Sc 3,5 Se 5,9 Si 4,85 Sm 2,7 Sn 4,42
Sr 2,59 Ta 4,25 Tb 3 Te 4,95 Th 3,4 Ti 4,33
Tl 3,84 U 3,63 V 4,3 W 4,55 Y 3,1 Zn 4,33

Tabela pochodzi z polskiej wikipedii.

Rysunek pomocniczy: efekt fotoelektryczny

Zad. 4
Proszę obliczyć ile wynosi energia najszybszego i najwolniejszego elektronu oraz potencjał hamujący, w przypadku gdy światło o długości 190 [nm] oświetla powierzchnię złota (skorzystaj z tabelki w zadaniu 3).


Zad. 5
Proszę obliczyć wartość stałej Plancka, pracę wyjścia oraz progową długość fali dla sodu, wiedząc, że potencjał hamujący równy jest 1,85 [V] dla długości fali 300 [nm] oraz 0,82 [V] dla fali o 100 [nm] dłuższej.


Zad. 6
Ile wyniesie gęstość prądu nasycenia jeśli fotokatoda oświetlona zostanie promieniowaniem o długości fali 289 [nm], E=0,55 [W/m2] i jedynie k = 0,025 liczby padających fotonów wywołuje emisję elektronów?

Zadania domowe

Zad. 1
Dla pewnego materiału wyznaczono następujące wartości potencjału hamującego:

  • długość fali [nm]: 433,9 potencjał hamujący [V]: 0,55
  • długość fali [nm]: 404,7 potencjał hamujący [V]: 0,73
  • długość fali [nm]: 365,0 potencjał hamujący [V]: 1,09
  • długość fali [nm]: 312,5 potencjał hamujący [V]: 1,67
  • długość fali [nm]: 253,5 potencjał hamujący [V]: 2,57

Proszę narysować wzajemną zależność częstości światła padającego i potencjału hamującego oraz wyznaczyć pracę wyjścia dla zastosowanego materiału. Czy możliwe jest wyznaczenie stałej Planca z otrzymanego wykresu?


Zad. 2
Ile wynosi potencjał hamujący oraz maksymalna prędkość elektronów wyemitowanych z powierzchni pewnego metalu, dla którego praca wyjścia jest równa 1,75 [eV]? Przyjmij, że metal został oświetlony światłem o długości fali 380 [nm].


Zad. 3
Potencjał hamujący dla elektronów emitowanych z powierzchni oświetlonej światłem o długości fali 450 [nm] wynosi 0,69 [V]. Jaka będzie długość fali, jeśli potencjał hamujący wyniesie 1,4 [V]?