Question

Электромагнитные волны. Свет.

 

Хорошо бы знать решение всех задач, но прежде всего меня интересуют 15.15,

15.20 и 15.22 - они подчекркнуты на фото.

 

Решите их, пожалуйста, развёрнуто (ответ без решения мне ни к чему, с ним я ничего не смогу сделать).

 

Заранее спасибо тем, кто откликнется!

 

P.S. Извините за качество фото...

Answer 1

15.15

мощность P=5мВт = 0.005 Вт

время   t= 1мин = 60 с

энергия E = Pt = 0.005 Вт *60c =0.3 Дж

энергия одного фотона E1=hc/Л = 6.626*10^-34  *3*10^8 / (500*10^-9)=3.9756*10^-19 Дж

количество фотонов  N= E /E1 =0.3 / 3.9756*10^-19 =7.546*10^17

Ответ   В. от 6*10^17 до 8*10^17

15.20

hc/Л = hv +mv^2/2

Л = hc / (hv +mv^2/2)= 

   =6.626*10^-34*3*10^8 / (6.626*10^-34*6*10^14 +9*10^-31*(10^6)^2/2)=234.5*10^-9=234 нм

Ответ   Б от 150 до 300 нм

Answer 2

15.15

Энергия излучения за время t равна E=P*t, где P - мощность лазера. С другой стороны эта энергия равна энергии фотонов, если количество фотонов равно N, а энергия каждого фотона hv , h - постоянная Планка, v - частота, то Еф=N*h*v=h*c/L, где L - длина волны, с - скорость света. То есть P*t=N*h*с/L, откуда N=P*t*L/(h*c)=0.005 * 60* 500*10^(-9)/(6.63*10^(-34)*3*10^8=7.54*10^17. Ответ:В

 

15.20

Основное уравнение фотоэффекта $m*v^2/2=h*nu-A_{vih}$

Минимальная частота света соответсвует вылету электрона с нулевой скоростью. То есть

$A_{vih}=h*nu_{1}$

Пусть требуемая длина волны равна $lambda$, тогда для электронов скорости v$v$ и учитывая найденную нами работу выхода, имеем

$m*v^2/2=h*c/lambda-h*nu_{1}$, откуда

$frac{2*h*c}{m*v^2+2*h*nu_{1}}$=233 nm. Ответ : Б

 

15.22

 

Задерживающее напряяжение таково, что его энергия останавлиявает вылетевший электрон при фотоэффекте. Энергия электрона при фотоэффекте равна $h*nu-A$, где A - работа выхода и уравновешивается энергией e*U, где e - заряд электрона, то есть

$h*nu-A=e*U$

Судя по графику при U1=-2 В $nu=0$ e*U1=-A. то есть можем определить работу выхода.

Минимальная частота при которой возникает фотоэффект, это когда $h*nu_{min}=A$, тогда $nu_{min}=frac{e*U1}{h}$=1.6*10^(-19)*2/(6.63*10^(-34))=4.83*10^14 Гц. Ответ: Г