Question

Задание 1 (15 баллов). Рекомендации к выполнению. Алгебраические задачи Во время исследования вакуумного фотоэлемента оказалось, что при освещении катода светом с частотой 1015 Гц фототок с поверхности катода прекращается при задерживающем напряжении 2 В. Определите работу выхода для материала катода. Задание 2 (20 баллов). Рекомендации к выполнению. Алгебраические задачи На каждый квадратный сантиметр поверхности, полностью отражающей свет, каждую секунду падает 4·1018 фотонов с длиной волны 600 нм. Какое давление на поверхность создает это излучение? Задание 3 (20 баллов). Рекомендации к выполнению. Алгебраические задачи Во сколько раз энергия фотона с длиной волны 550 нм больше средней кинетической энергии поступательного движения молекулы кислорода при температуре 17 °С? Задание 4 (15 баллов). Рекомендации к выполнению. Качественные задачи На рисунке показаны векторы индукции магнитного и напряженности электрического полей световой волны, падающей на поверхность тела. В каком направлении сила светового давления действует на эту поверхность? Почему? fizika11sk25.png Задание 5 (15 баллов). Рекомендации к выполнению. Алгебраические задачи На сколько изменяется масса покоя пружины с жесткостью 5 кН/м при сжатии на 10 см? Задание 6 (15 баллов). Рекомендации к выполнению. Алгебраические задачи Красная граница фотоэффекта для золота равна 265 нм. Если золото прожарить при высокой температуре, работа выхода фотоэлектронов уменьшится на 0,4 эВ. Какой станет красная граница фотоэффекта?

Answer 1

Объяснение:

держи ответ без 4 кажеться

Answer 2

Давайте рассмотрим каждую из задач по порядку:

Задание 1:

Для определения работы выхода материала катода используем уравнение фотоэффекта:

$eV_0 = hf - \phi$

где:

• $e$ - заряд электрона (приближенно равен $1.6 \times 10^{-19}$ Кл)
• $V_0$ - задерживающее напряжение (2 В)
• $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с)
• $f$ - частота света (1015 Гц)

Мы хотим найти $\phi$, работу выхода материала катода, поэтому перегруппируем уравнение и решим его:

$\phi = hf - eV_0$

Подставим известные значения:

$\phi = (6.626 \times 10^{-34}\, \text{Дж·с}) \cdot (1015\, \text{Гц}) - (1.6 \times 10^{-19}\, \text{Кл}) \cdot (2\, \text{В})$

Вычислите значение $\phi$.

Задание 2:

Давление света на поверхность можно найти с помощью известной формулы:

$P = \frac{2I}{c}$

где:

• $P$ - давление света
• $I$ - интенсивность излучения (количество фотонов в секунду на единицу площади)
• $c$ - скорость света ($3 \times 10^8$ м/с)

Мы знаем, что на каждый квадратный сантиметр поверхности падает $4 \times 10^{18}$ фотонов в секунду. Сначала найдем интенсивность $I$, а затем вычислим давление $P$.

$I = 4 \times 10^{18} \, \text{фотонов/см}^2 \cdot 0.01 \, \text{см}^2$

После вычисления $I$, используйте формулу для нахождения $P$.

Задание 3:

Для нахождения разницы между энергией фотона и средней кинетической энергией молекулы кислорода при температуре 17 °C, используем следующее:

Разница в энергии:

$\Delta E = E_{\text{фотон}} - E_{\text{кинетическая}}$

Энергия фотона $E_{\text{фотон}}$ связана с его длиной волны следующим образом:

$E_{\text{фотон}} = \frac{hc}{\lambda}$

где:

• $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с)
• $c$ - скорость света ($3 \times 10^8$ м/с)
• $\lambda$ - длина волны фотона (550 нм, переведенную в метры)

Средняя кинетическая энергия молекулы газа при данной температуре можно выразить через теорему о равномерном распределении энергии:

$E_{\text{кинетическая}} = \frac{3}{2}kT$

где:

• $k$ - постоянная Больцмана ($1.38 \times 10^{-23}$ Дж/К)
• $T$ - температура в кельвинах (17 °C = 273 К + 17 К)

Теперь найдите разницу в энергии $\Delta E$.

Задание 4:

Для определения направления силы светового давления, нужно знать, что эта сила действует в направлении распространения света. Таким образом, сила светового давления будет направлена вдоль вектора индукции магнитного и напряженности электрического полей световой волны.

Почему? Световая волна представляет собой электромагнитную волну, и сила светового давления возникает из-за взаимодействия электрических и магнитных полей света с поверхностью. Эта сила будет направлена в направлении распространения света, так как именно в этом направлении волны переносят энергию и импульс.

Задание 5:

Изменение массы пружины при сжатии связано с законом Гука:

$F = -kx$

где:

• $F$ - сила, действующая на пружину
• $k$ - жесткость пружины (5 кН/м)
• $x$ - сжатие пружины (10 см, переведенное в метры)

Из этого уравнения можно найти силу, которая действует на пружину при сжатии. Затем используйте второй закон Ньютона ($F = ma$) для определения изменения массы:

$F = ma$

где $m$ - изменение массы, которое мы хотим найти, и $a$ - ускорение (равное $F/m$).

Задание 6:

Для нахождения новой красной границы фотоэффекта, используйте следующее уравнение:

$\phi' = \phi - \Delta E$

где:

• $\phi$ - изначальная работа выхода (265 нм, переведенная в метры)
• $\Delta E$ - изменение работы выхода (0.4 эВ, переведенная в джоули)

Выразите новую красную границу фотоэффекта $\phi'$ в нанометрах.

Надеюсь, это поможет вам решить задачи! Если у вас возникнут дополнительные вопросы или потребуется дополнительная помощь, не стесняйтесь обращаться.