Меню

Найти массу фотона видимого излучения красного цвета



Найти массу фотона видимого излучения красного цвета

Явление фотоэффекта. Давление света

3 5 01 . Найти массу фотона: 1) красных лучей видимого света ( l = 7 × 10 –7 м); 2) рентгеновских лучей (( l = 0,25 × 10 –10 м); 3) гамма лучей (( l = 1,24 × 10 –12 м). решение

3502 . Определить энергию, массу и импульс фотона с l = 0,016 × 10 –10 м. решение

3503 . Мощность ртутной горелки – 125 Вт. Найти сколько квантов с длиной волны l = 6123 × 10 -10 м испускается ежесекундно, если интенсивность этой линии составляет 2 % интенсивности дуги. КПД горелки – 80 %. решение

3504 . С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны l = 5200 × 10 -10 м? решение

3 5 05 . С какой скоростью должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны l = 5200 × 10 -10 м? решение

3 5 06 . Какую энергию должен иметь фотон, чтобы его масса была равна массе покоя электрона? решение

3 5 07 . Излучение состоит из фотонов с энергией 6,4 × 10 -19 Дж. Найти частоту колебаний и длину волны в вакууме для этого излучения. решение

35 08 . Скорость распространения фиолетовых лучей с частотой n = 7,5 × 10 14 Гц в воде равна v = 2,23 × 10 8 м/с. Насколько изменятся частота и длина волны этих лучей при переходе из воды в вакуум? решение

35 09 . Насколько энергия квантов фиолетового излучения ( n ф = 7,5 × 10 14 Гц) больше энергии квантов красного света ( n кр = 4 × 10 14 Гц)? решение

3510 . Сколько фотонов зеленого излучения с длиной волны l = 520 нм в вакууме будут иметь энергию 10 -3 Дж? решение

следующая десятка >>>

Смотрите новый сайт В. Грабцевича по физике, а также шутки про школу.

Источник

Задача 1. Определите энергию, массу и импульс фотона видимого света с длиной волны λ=500 нм

Определите энергию, массу и импульс фотона видимого света с длиной волны λ=500 нм.

Дано: СИ: Решение.

λ = 500нм 5 — 10 -7 м Энергия фотона:

с =3×10 8 м/с E=hv=

Е — ? т — ?р — ? Проверяем размерность

;

;

.

;

Ответ: ;

Задача 2.

Наибольшая длина волны света, при которой наблюдается фотоэффект для калия, 6,2 — 10 -5 см. Найти работу выхода электронов из калия.

Дано: СИ: Решение.

λ = 6,2×10 -5 см 6,2×10 -7 м Наибольшая длина волны, при которой наблюдается

с =3×10 8 м/с фотоэффект для металла (то есть длинноволновая

h=6,63×10 -34 Дж×с граница фотоэффекта), связана с красной границей

фотоэффекта для металла соотношением:

где с — скорость света в вакууме.

По определению красной границы фотоэффекта:

, с учетом , ,

Ответ..

Источник

Примеры решенных задач по физике на тему «Фотоэффект»

Ниже размещены условия задач и отсканированные решения. Если вам нужно решить задачу на эту тему, вы можете найти здесь похожее условие и решить свою по аналогии. Загрузка страницы может занять некоторое время в связи с большим количеством рисунков. Если Вам понадобится решение задач или онлайн помощь по физике- обращайтесь, будем рады помочь.

Явление фотоэффекта заключается в испускании веществом электронов под действием падающего света. Теория фотоэффекта разработана Эйнштейном и заключается в том, что поток света представляет собой поток отдельных квантов(фотонов) с энергией каждого фотона h n . При попадании фотонов на поверхность вещества часть из них передает свою энергию электронов. Если этой энергия больше работы выхода из вещества, электрон покидает металл. Уравнение эйнштейна для фотоэффекта: где — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Читайте также:  Какого цвета делать коридор

Длина волны красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 307 нм. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов – 1 эВ. Найти отношение работы выхода электрона к энергии падающего фотона.

Частота света красной границы фотоэффекта для некоторого металла составляет 6*10 14 Гц, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов – 2В. Определить частоту падающего света и работу выхода электронов.

Работа выхода электрона из металла составляет 4,28эВ. Найти граничную длину волны фотоэффекта.

На медный шарик радает монохроматический свет с длиной волны 0,165 мкм. До какого потенциала зарядится шарик, если работа выхода электрона для меди 4,5 эВ?

Работа выхода электрона из калия составляет 2,2эВ, для серебра 4,7эВ. Найти граничные длину волны фотоэффекта.

Длина волны радающего света 0,165 мкм, задерживающая разность потенциалов для фотоэлектронов 3В. Какова работа выхода электронов?

Красная граница фотоэффекта для цинка 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на цинк падает свет с длиной волны 200нм.

На металл с работой выхода 2,4эВ падает свет с длиной волны 200нм. Определить задерживающую разность потенциалов.

На металл падает свет с длиной волны 0,25 мкм, задерживающая разность потенциалов при этом 0,96В. Определить работу выхода электронов из металла.

При изменении длины волны падающего света максимальные скорости фотоэлектронов изменились в 3/4 раза. Первоначальная длина волны 600нм, красная граница фотоэффекта 700нм. Определить длину волны после изменения.

Работы выхода электронов для двух металлов отличаются в 2 раза, задерживающие разности потенциалов — на 3В. Определить работы выхода.

Максимальная скорость фотоэлектронов равно 2,8*10 8 м/с. Определить энергию фотона.

Энергии падающих на металл фотонов равны 1,27 МэВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.

Максимальная скорость фотоэлектронов равно 0,98с, где с — скорость света в вакууме. Найти длину волны падающего света.

Энергия фотона в пучке света, падающего на поверхность металла, равно 1,53 МэВ. Определить максимальную скорость фотоэлектронов.

На шарик из металла падает свет с длиной волны 0,4 мкм, при этом шапик заряжается до потенциала 2В. До какого потенциала зарядится шарик, если длина волны станет равной 0,3 мкм?

После изменения длины волны падающего света в 1,5 раза задерживающая разность потенциалов изменилась с 1,6В до 3В. Какова работа выхода?

Красная граница фотоэффекта 560нм, частота падающего света 7,3*10 14 Гц. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.

Красная граница фотоэффекта 2800 ангстрем, длина волны падающего света 1600 ангстрем. Найти работу выхода и максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона.

Задерживащая разность потенциалов 1,5В, работа выхода электронов 6,4*10 -19 Дж. Найти длину волны падающего света и красную границу фотоэффекта.

Работа выхода электронов из металла равна 3,3 эВ. Во сколько раз изменилась кинетическая энергия фотоэлектронов. если длина волны падающего света изменилась с 2,5*10 -7 м до 1,25*10 -7 м?

Читайте также:  Спортивные костюмы адидас мужские синего цвета

Найти максимальную скорость фотоэлектронов для видимого света с энергией фотона 8 эВ и гамма излучения с энергией 0,51 МэВ. Работа выхода электронов из металла 4,7 эВ.

Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 3,7 В. Работа выхода электронов равна 6,3 эВ. Какая работа выхода электронов у другого металла, если там фототок прекращается при разности потенциалов, большей на 2,3В.

Работа выхода электронов из металла 4,5 эВ, энергия падающих фотонов 4,9 эВ. Чему равен максимальный импульс фотоэлектронов?

Красная граница фотоэффекта 2900 ангстрем, максимальная скорость фотоэлектронов 10 8 м/с. Найти отношение работы выхода электронов к энергии палающих фотонов.

Длина волны падающего света 400нм, красная граница фотоэффекта равна 400нм. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов?

Длина волны падающего света 300нм, работа выхода электронов 3,74 эВ. Напряженность задерживающего электростатического поля 10 В/см.Какой максимальный путь фотоэлектронов при движении в направлении задерживающего поля?

Длина волны падающего света 100 нм, работа выхода электронов 5,30эВ. Найти максимальную скорость фотоэлектронов.

При длине волны радающего света 491нм задерживающая разность потенциалов 0,71В. Какова работа выхода электронов? Какой стала длина волны света, если задерживающая разность потенциалов стала равной 1,43В?

Кинетическая энергия фотоэлектронов 2,0 эВ, красная граница фотоэффекта 3,0*10 14 Гц. Определить энергию фотонов.

Красная граница фотоэффекта 0,257 мкм, задерживающая разность потенциалов 1,5В. Найти длину волны падающего света.

Красная граница фотоэффекта 2850 ангстрем. Минимальное значение энергии фотона, при котором возможен фотоэффект?

Источник

Определение энергии фотонов в видимой части спектра

Всем материальным объектам присуща двойственность, называемая корпускулярно- волновым дуализмом,т.е.их поведение, в зависимости от ситуации может описываться как свойствами частиц, так и волн. Первоначально считалось, что корпускулярно-волновым дуализмом обладает только свет, но впоследствии было доказано, что двойственность присуща и электронам, протонам и другим элементарным частицам материи в форме вещества. Эти свойства микрообъектов изучаются квантовой электродинамикой.

Согласно классической теории, свет – это электромагнитные волны, т.е. совместно распространяющиеся в пространстве и во времени колебания электрического и магнитного полей. При этом векторы напряженности этих полей и колеблются во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Скорость с распространения электромагнитных волн в вакууме составляет м/с.

Путь, который волна проходит за время равное периоду колебаний векторов Т, называется длиной волныλ:

Величина ν = 1/Т, называется частотой колебаниявекторов и . Если Т измеряется в секундах, то единица измерения частоты – герц (Гц). Из формулы (3.1) следует, что

Электромагнитные волны в принципе могут иметь любую частоту (или длину волны) от 0 до бесконечности. Распределение электромагнитных волн по частотам или по длинам волн называется спектром электромагнитных волн.В табл. 3.1 представлены основные диапазоны электромагнитных волн. Следует отметить, что границы диапазонов излучения не являются резкими и приведены условно.

Таблица 3.1. Спектр электромагнитных волн

Длины волн в метрах Название диапазона
Радиоволны
ИК — излучение
Видимый свет
УФ – излучение, мягкое рентгеновское излучение
Рентген, γ — излучение
γ — излучение

Существует целый ряд явлений, которые могут быть объяснены только волновой природой электромагнитного излучения. К ним относятся, например, интерференция и дифракция, дисперсия. С помощью волновой теории объясняются законы отражения и преломления света.

Читайте также:  Какие цвета подходят темно русым с зелеными глазами

С другой, корпускулярной, точки зрения свет рассматривают как поток частиц фотонов – квантов электромагнитного излучения,которые обладают энергией, массой и импульсом (количеством движения).

Фотон особая частица с массой покоя равной нулю. Это означает, что его нельзя остановить, он существует только в движении, а движется фотон со скоростью, равной скорости света с.

Энергия одного фотона равна:

где h – постоянная Планка, h = 6,62· Дж ·с;

ν – частота света.

Корпускулярной природой света объясняется, например, внешний фотоэлектрический эффект. Явление фотоэффекта состоит в том, что свет, падая на поверхность металла, выбивает из него электроны.

А. Эйнштейн создал теорию фотоэффекта, предположив, что фотон, попадая на поверхность металла, полностью передает свою энергию электрону. Именно благодаря этой энергии электрон и вылетает из металла. Кроме того, с помощью фотонной теории объясняются законы взаимодействия света с веществом: поглощение и рассеяние света электронами; люминесценция; излучение и поглощение света атомами.

Таким образом, свет обладает двойственностью свойств – квантовые и волновые свойства взаимно дополняют друг друга и характеризуют взаимосвязь закономерностей распространения света и его взаимодействия с веществом.

С практической точки зрения белым светом принято называть видимый диапазон электромагнитных волн: (400-720)· м = (400-720) нм.

Спектральные интервалы излучений и диапазоны энергий фотонов в электрон-вольтах (эВ) приведены в табл. 3.2.

Цвет Диапазон длин волн в нм Диапазон энергий фотонов в эВ
Красный 625-470 1,68-1,98
Оранжевый 590-625 1,98-2,10
Желтый 565-590 2,10-2,19
Зеленый 500-565 2,19-2,48
Голубой 485-500 2,48-2,56
Синий 440-485 2,56-2,82
Фиолетовый 380-440 2,82-3,26

Целью настоящей работы является расчет энергии фотона по измеренной длине волны.

На экране компьютера представлен непрерывный (сплошной) спектр испускания от некоторого источника излучения. Человеческий глаз воспринимает в качестве определенного цвета фактически целый интервал длин волн сплошного спектра. Участок цвета в настоящей работе указывается преподавателем. Задача студента состоит в том, чтобы рассчитать среднюю энергию фотона «заданного цвета» и погрешность к этой величине.

Порядок выполнения работы

1. Щелкните мышкой на значке «Определение энергии фотона» на рабочем столе компьютера. На экране появится спектр видимого света со шкалой и металлический брусок.

2. Определите цену деления шкалы спектра.

3. По заданию преподавателя наведите курсор на данный Вам цвет спектра и щелкните клавишей мышки.

4. Запишите в таблицу длину волны фотона.

5. Определите 4 раза длину волны фотона для данного Вам цвета вблизи первого измерения, записывая результаты в таблицу измерений.

6. Рассчитайте по формуле (3.3) энергию фотона для каждого измерения.

7. Вычислите доверительную погрешность по алгоритму прямых многократных измерений (считая значения энергии фотона невоспроизводимыми косвенными измерениями).

8. Окончательно запишите результаты расчетов в виде:

9. Перевести энергию фотонов в эВ ( Дж) и сопоставить с теоретическими значениями, приведенными в табл. 3.2.

номер измерения λ, м ε, Дж Δε, Дж ε)², Дж²

Таблица 3.3.

1. В чем заключается смысл термина «корпускулярно-волновой дуализм»?

2. Что такое электромагнитные волны?

3. Какие явления подтверждают волновую природу света?

4. Какие явления свидетельствуют о корпускулярной природе света?

5. Что такое фотоны?

Лабораторная работа № 4

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Источник