Тесты по атомной и квантовой физике
материал по теме

                            ГОСУДАРСТВЕННОЕ  АВТОНОМНОЕ   ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ                                                                                                                                                        ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ    УЧРЕЖДЕНИЕ    ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

       «Ангарский техникум строительных технологий»

                     Тесты по атомной  физике

                                                                                                                   М.Р к ПЗ по УД «Физика»

                                                                 Ангарск, 201 6г

Рассмотрено и одобрено                                                                                   Утверждаю:  

на заседании   ПЦК                                                                                            Директор АТСТ                                                                                              

естественнонаучного цикла                                                                                 _________В.Н.Леснов  

 Протокол № _5__ от

__. 01         2016 г_____

Председатель ПЦК

____________Е.Г.Дорош

Разработала: Шурмелёва Л.Д., преподаватель физики высшей квалификационной категории  ГАПОУ ИО  «Ангарский техникум строительных технологий»

 Рецензент: Арсенкова Г.И., преподаватель  ЕД  , АЭЮТ

                                                                             Содержание

Пояснительная записка.

Учебно – тематический план.  

Основные виды тестовых заданий.

Рекомендации по выполнению тестовых заданий.

Шкала оценки результатов тестирования.  

Практические задания  по теме 1 «Строение атома »

Практические задания  по теме 2 «Физика атомного ядра »

Код   ответов

Приложение.

 Литература  

Пояснительная записка

 Методические рекомендации    по выполнению тестовых заданий разработаны в соответствии  с рабочей программой  учебной дисциплины «Физика», федеральными  государственными  образовательными  стандартами для обучающихся  по разделу  «Атомная  физика »

Целью пособия  является  проверка  усвоения содержания учебного материала, проверка  понимания смысла физических величин и законов. Умение выполнять тестовые задания является  одним из основных  показателей  творческого уровня  усвоения знаний.

Задания методической разработки отражают разные виды деятельности  обучающегося, которые он должен осваивать в ходе изучения физики как учебной дисциплины, начиная от умения воспринимать  информацию, представленную в разных видах, и заканчивая владением физическими понятиями, связанными с жизнедеятельностью человека. Это отражает требования нового  стандарта физического образования, соответствует роли физики в системе общего образования

Все тесты  снабжены  указанием на темы, где разработаны соответствующие задания. Для всех тестов   в конце методической разработки  указаны ответы. В пособии использованы общепринятые  обозначения физических величин, даны рекомендации по выполнению заданий.  В помощь  обучающимся  приведены основные  понятия и формулы по разделу. При выполнении тестов использованы  единицы  Международной системы   СИ. Уровень качества усвоения знаний обучающихся оценивается в рамках  контрольных тестовых  работ  и экзамена.

                                                  Учебно-тематический план

      практических занятий  по  теме «Атомная физика »

Основные виды тестовых заданий

Тест (от английского слова test - проверка, задание) - это система заданий, позволяющая измерить уровень усвоения знаний. Тесты очень многообразны и поэтому существуют их многочисленная классификация по различным признакам. В зависимости от того, какой признак положен в основу классификации, различают следующие основные виды тестов:

Тесты с однозначным выбором правильного  ответа из нескольких предложенных. На каждое задание предлагается несколько вариантов ответа, из которых только один верный. В физике это обычно формулы, либо определения физических величин и законов.

Пример.  Ядерную модель строения атома предложил

)А.) Н. . Бор;                В). М. Планк;                С). А. Столетов;        Д). Э. Резерфорд.

Правильный ответ  - Д

Ответ :2.

Тесты с открытым ответом. Если в заданиях с выбором правильного ответа  есть возможность угадать правильный ответ, то в тестах с открытым ответом догадка исключена, поскольку ответ вписывается в  определённое место в виде  цифр или букв.

Пример. Сколько протонов Z и нейтронов N в ядре ?

Ответ

Тесты  на установление соответствия. Такие задания  позволяют проверить знания взаимосвязи определений и фактов, сущности и явлений, соотношение между объектами и их свойствами, законами и формулами. Элементы первого столбца обозначаются цифрами и располагаются слева, а элементы второго обозначаются буквами русского алфавита и располагаются справа  Для каждого столбца вводится определенное название, обобщающее все элементы столбца. Название столбца записывается заглавными буквами.

Пример.

Установите соответствие физической величины и единицы её измерения

 Ответ : 1- А, 2 –Б, 3 – В ;4 – Г.

Тесты на установление правильной последовательности. Такие задания проверяют знание  определённой последовательности действий,  необходимой для получения  конечного результата или знание хронологии событий.

Пример .

Укажите  историческую последовательность изучения атома

1) строение ядра атома

2) модель Томсона

3) модель атома Резерфорда  

А) 1-2-3        В) 2-3-1      С) 3-1-2

Ответ :В.

Рекомендации по выполнению тестовых заданий

Состав тестового задания :

• Инструкция
• Текст задания ( вопроса)
• Код ответа                      

Инструкция содержит  указания на то, каким образом выполнять задание, где и как делать пометки и записи.

Текст  включает  тестовое задание.

Код  ответа находится в конце методической разработки.

Предлагаемые в методической разработке  разноуровневые тесты состоят из двух частей (А и В) и включают задания двух типов:

 А -  задания с выбором ответа , задание на установление соответствия или на установление правильной последовательности. К каждому заданию части А даны несколько ответов, из которых нужно выбрать только один верный. Ответом заданий части В, может быть только число, равное значению искомой величины, выраженной в единицах измерения, указанных в условии задания. Если в ответе получается число в виде дроби, то его нужно округлить до целого числа. Необходимо также учитывать знак искомой величины.

Шкала оценки результатов тестирования.

Каждый тест состоит из десяти  вопросов группы  А и трёх вопросов группы В.

Вопросы группы А оцениваются в 1 балл , вопросы группы  В  оцениваются в 2 балла.

Шкала оценок

Тема 1.  Атомная физика

Практические задания по теме 1.1.  Строение атома .Спектры

А.1..В центре атома находится…

A).     Электрон        B).      Ядро      C.)     Протон

 А.2. Вокруг ядра движутся…

A).     Электроны      B).      Протоны      C).     Нейтроны

4                                                                                   А3.     Атом гелия потерял один электрон. Есть ли у него заряд?

 A).     Атом нейтрален        B).      Атом  стал положительным ионом

C).     Атом стал отрицательным ионом

А.4.      На рисунке изображён атом лития.  Заряжен ли он?

 А) В,С, Д,,А.      В) А,С,В,Д       С) Д,В.С,А

А.6.    Какой химический элемент изображён на рисунке?

 A).     Литий    B).       Кислород      C).     Водород      D).     Гелий

А.7.   Атом, потерявший   или присоединивший электрон называется…

 A).     Протоном     B).      Нейтроном      C).     Ионом

 А.8.      Атом железа захватил лишний электрон. Заряжен ли он?

 A).     Атом нейтрален     B).      Атом заряжен положительно     C).     Атом заряжен отрицательно

А.9. Электрон в атоме водорода перешел с четвертого энергетического уровня на второй. Как при этом изменилась энергия атома?

А). энергия системы электрон – ядро возросла;

В.) энергия системы электрон – ядро уменьшилась;

С). энергия системы электрон – ядро не изменилась.

А.10. Какое из перечисленных ниже утверждений соответствует постулатам Бора?

1) электроны в атоме двигаются по круговым орбитам и при этом излучают электромагнитные волны;

2) атом может находиться только в стационарном состоянии, в стационарных состояниях атом не излучает;

3) при переходе из одного стационарного состояния в другое атом излучает или поглощает энергию.

А). только 1;                В). только 2;                С). только 3;                Д). 2 и 3.

В.1. При переходе электронов в атомах водорода с четвертой стационарной орбиты на вторую излучаются фотоны с энергией  (зеленая линия водородного спектра). Определить длину волны этой линии спектра.

   В.2.Под действием электронов с кинетической энергией 1,892 эВ  водород светится . Какого цвета линия получена в спектре

   В.3.При электрическом разряде  в трубке, наполненной  криптоном -86  излучаются фотоны с энергией 3,276 10 ¯¹⁹  Дж. Найти цвет излучения, его длину волны, принятую в настоящее время в качестве естественного эталона единицы длины. Тема 2 «Физика атомного ядра»

Тема 2. Физика атомного ядра

Практические задания по теме 2.1.. Состав ядра атома

А.1. Ядро состоит из …

A).     Протонов и электронов    B).      Электронов и нейтронов

C.)     Протонов и нейтронов

 А.2. 4.Протоны имеют… заряд, а 4.                      А.2.     Протоны имеют… заряд, а нейтроны…

A).     Положительный…отрицательный    B).      Положительный …,  не заряжены

C).     Отрицательный…положительный     D).     Отрицательный…не заряжены

А.3. В ядре атома натрия 23 частицы, из них 12 нейтронов. Сколько в ядре протонов? Сколько электронов в нейтральном атоме?

A).     11 протонов  23 электрона     B).      35протонов  11электронов

C).     11 протонов  12 электронов      D).     11 протонов  11 электронов

 А.4.  В ядре атома Бора 11частиц. Из них 6 нейтронов. Сколько электронов имеет нейтральный атом? Сколько протонов?

 A).     11 электронов, 5 протонов      B).      5 электронов, 11протонов

C).     6 электронов,  5 протонов        D).     5 электронов, 5 протонов

А.5. Изотопы – это…

А). элементы с одинаковым числом нейтронов, но разным числом протонов

В). элементы с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов

С). элементы с одинаковым числом протонов и нейтронов

А.6. Нейтрон – это частица,

А). имеющая заряд +1, атомную массу 1;                С). имеющая заряд – 1, атомную массу 0;

В). имеющая заряд 0, атомную массу 0;                Д). имеющая заряд 0, атомную массу 1.

А.7. Ядерные силы притяжения действуют,

1. между протоном и протоном;

2. между нейтроном и протоном;

3. между нейтроном и нейтроном.

А)  только в 1;                В) только во 2;

С) только в 3;                Д)  действуют во всех трех случаях

А.8. . Какие из двух -частиц в опыте Резерфорда испытают наибольшее отклонение? Притягиваются или отталкиваются -частицы от ядра атома?

А)  1, отталкиваются.

Б)  1, притягиваются.

С)  2, притягиваются.

Д)  2, отталкиваются.

А.9. Масса покоя ядра всегда…

А) меньше суммы массы покоя слагающих его протонов и нейтронов;

В) больше суммы массы покоя слагающих его протонов и нейтронов;

С)  равна сумме массы покоя слагающих его протонов и нейтронов.

А.10. Силы, удерживающие нуклоны в ядре  ..

А) гравитационные     В) кулоновские     С) ядерные

В.1. В процессе ядерного синтеза  50000кг водорода превратилось  в 49644 кг гелия . найти количество выделившейся при этом энергии

В.2. . Сколько электронов содержится в электронной оболочке нейтрального атома, если в атомном ядре 20 протонов и 17 нейтронов?

В.3. . Какой порядковый номер в таблице Менделеева у элемента, который получается в результате α-распада ядра, порядковый номер элемента 65?

Практические задания 2.2. «Ядерные реакции »

     А.1. Ядро азота  захватило α частицу () и испустило протон (). Ядро какого элемента образовалось?

А)   ;        В). ;        С) ;        Г. .

 А.2. Какое неизвестное ядро Х образуется в результате ядерной реакции ?

А) ;        В)  ;        С)  ;  Д) . .

А.3. Какой порядковый номер в таблице Менделеева у элемента, который получается в результате α-распада ядра, порядковый номер элемента Z?

А). Z + 2;        В)   Z – 2;        С). Z – 4;        Д) . Z – 1.

А.4. Какую частицу надо вставить вместо Х в ядерную реакцию

А). электрон;        В). протон;                С) нейтрон;                Д) . α – частицу.

А.5. При поглощении нейтрона ядром азота  испускается протон. В  ядро какого изотопа превращается ядро азота?

А). ;        В)  ;        С)  ;      Д) . .

А.6.. Определите второй продукт ядреной реакции. Подставьте его вместо Х. .

А). α – частицу;        В)  нейтрон;                С). электрон;        Д) . протон.

А.7. Из атомного ядра в результате самопроизвольного превращения вылетело ядро атома гелия. Какой это вид радиоактивного распада?

А). α – распад;                В) β – распад;                С). γ – распад;                Д). протон.

А.8.. Определите второй продукт ядерной реакции. Подставьте вместо Х. .

А). α – частица;        В)  нейтрон;                С) β – частица;        Д). протон.

А.9. Ядро тория  превратилось в ядро радия . Какую частицу выбросило ядро тория?

А). α – частицу;        В). β – частицы;        С). нейтрон;                Д). протон.

А.10. В результате захвата α – частицы ядром изотопа  образуется неизвестный элемент и протон. Определите неизвестный элемент.

А.) изотоп кислорода  ;                В)  изотоп кислорода ;                С)  изотоп фтора .

В.1. Во сколько раз число нейтронов в ядре изотопа кобальта  больше числа нейтронов в ядре изотопа азота  ?

В.2.Фотон с энергией 3 МэВ превратился в пару электрон – позитрон .Найти кинетическую энергию каждой частицы в предположении, что она у обеих частиц одинакова.

В.3. . Определите количество нейтронов в ядре элемента, получившегося в результате трех последовательных α распадов ядра тория  .

Практические задания 2.3. «Деление ядер урана»

А.1. Какие вещества из перечисленных ниже могут использоваться в качестве ядерного горючего

1. Уран.        2 Плутоний.

А). Только 1.        В). Только 2

С). 1и 2        Д). Ни 1,ни 2

А.2. Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в ядерных реакторах в качестве поглотите лей нейтронов?

1. Графит        2. Кадмий        3. Тяжелая вода        4 Бор.

А.) .1и2     В) 2и 4       С) 1 и 3.      Д). 3 и 4.

А.3.  Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в качестве теплоносителей?

1 Вода.        2. Жидкий натрий.

А). Только 1        В) Только 2.

С). 1 и 2.        Д). Ни 1 ,ни 2

А.4. Какие вещества из перечисленных ниже могут быть использованы в ядерных реакторах в качестве замедлителей нейтронов?

1. Графит        2. Кадмий        3. Тяжелая вода        4. Бор.

А). 1и2    В). 2и 4     С). 1и 3     Д). 3 и 4

А.5. При делении ядра урана освобождается большая энергия. Максимальная доля освобождающейся энергии приходится на:

А). Кинетическую энергию свободных нейтронов

В) Кинетическую энергию осколков деления

С). Энергию радиоактивного излучения

А.6.  В уране-235 может происходить цепная ядерная реакция деления. Выберите правильное утверждение.

A) При цепной реакции деление ядра происходит в результате попадания в него протона.

В) При цепной реакции деление ядра происходит в результате попадания в него нейтрона.

С) В результате деления ядра образуются только электроны

Д) Число нейтронов увеличивается в каждом «поколении»

А.7. В недрах Солнца температура достигает десятков миллионов градусов. Чем это объясняется?

А) Быстрым вращением Солнца вокруг своей оси

В) Делением тяжелых ядер

С) Термоядерным синтезом легких ядер

Д) Химической реакцией горения водорода в кислороде

А.8. Энергия связи рассчитывается по формуле:

А) Е= m·c;     В)   Е=  m·c2;    С)   Е=  m·c2;      Д)   Е=  m·V2.

А.9. Если из суммы масс отдельных частиц ядра вычесть массу целостного ядра, то оставшаяся величина называется…

А). Энергией связи      В). Дефектом массы    С) Удельной энергией связи

А.10. Как называется реакция слияния ядер, при температуре свыше миллионов градусов?

А.) Термоядерная реакция В).Цепная реакция С). Радиоактивная реакция

В.1.  Определите, выделяется или поглощается энергия в результате ядерной реакции. Найдите ее.

В.2.Критическая масса шарообразного образца  изотопа урана  -235 равна 60 кг.  Каков критический объём этого изотопа?

В.3. Сколько ядер урана -235 должно делиться в 1 секунду , чтобы мощность ядерного реактора  была равна  1 Вт

Код ответов

Приложение 1

Основные  формулы   по атомной физике

 Приложение 2

Физические постоянные в атомной физике

Литература

1. 
   Куперштейн Ю.С. Физика. Дифференцированные контрольные работы. 7–11 классы. СПб: Сентябрь, 2005.
2. Настольный справочник школьника. «Весь», С-Пб., 2006 г.
3. Бальва О.П., Фадеева А.А. Физика. Универсальный справочник. М.: Эксмо, 2010.
4. Грибов В.А., Ханнанов Н.К. ЕГЭ 2010. Физика. Репетитор. М.: Эксмо, 2009.
5. Ю.Павленко. Начала физики. «Экзамен», Москва, 2007 г.
6. Дмитриев С.Н. Физика. Сборник задач для поступающих в вузы. М., 1998.
7. Орлов В.А., Фадеева А.А., Ханнанов Н.К. Физика. ЕГЭ: учебно-тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. М.: Интеллект-Центр, 2003.
8. Парфентьева Н.А. Сборник задач по физике для 10–11 классов. М.: Просвещение, 2007.
9. Марон А.Е., Марон Е.А. Контрольные работы по физике. 10–11 классы. М.: Просвещение, 2003.
10. Орлов В.А., Ханнанов Н.К. Единый государственный экзамен. Физика. 2002. М.: Просвещение. 2003.
11. Экзаменационные билеты по физике для поступающих в вузы. М.: КубК-а, 1996.
12. Баканина Л.П., Бенонучкин В.Е., Козел С.М. Сборник задач по физике: для 10–11 классов с угл. изучением физики. М.: Просвещение, 1999.
13. Попов Н.А., Шабунин С.А., Тихонин Ф.Ф. Физика: типовые тестовые задания. М.: Экзамен, 2003.

           14.Материалы Интернет

                              ГОСУДАРСТВЕННОЕ  АВТОНОМНОЕ   ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ                                                     ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ    ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ

               «Ангарский техникум строительных технологий»

                             Тесты по квантовой физике

                                                                                                                   М.Р к ПЗ по УД «Физика»

                                                                   Ангарск, 2015г

Рассмотрено и одобрено                                                                                                     Утверждаю:  

на заседании   ПЦК                                                                                                              Директор АТСТ                                                                                              

естественнонаучного цикла                                                                                                   __________В.Н.Леснов

 Протокол № _2__от

__9. 10.          2015 г_____

Председатель ПЦК

____________Е.Г.Дорош

Разработала: Шурмелёва Л.Д., преподаватель физики высшей квалификационной категории  ГАПОУ ИО  «Ангарский техникум строительных технологий»

 Рецензент: Арсенкова Г.И., преподаватель  ЕД  , АЭЮТ

                                                                             Содержание

Пояснительная записка.

Учебно – тематический план.  

Основные виды тестовых заданий.

Рекомендации по выполнению тестовых заданий.

Шкала оценки результатов тестирования.  

Практические задания  по теме 1 «Фотоэффект »

Практические задания  по теме 2 «Световые кванты. Действия света»

Код   ответов

Приложение.

 Литература  

Пояснительная записка

 Методические рекомендации    по выполнению тестовых заданий разработаны в соответствии  с рабочей программой  учебной дисциплины «Физика», федеральными  государственными  образовательными  стандартами для обучающихся  по разделу Квантовая физика »

Целью пособия  является  проверка  усвоения содержания учебного материала, проверка  понимания смысла физических величин и законов. Умение выполнять тестовые задания является  одним из основных  показателей  творческого уровня  усвоения знаний.

Задания методической разработки отражают разные виды деятельности  обучающегося, которые он должен осваивать в ходе изучения физики как учебной дисциплины, начиная от умения воспринимать  информацию, представленную в разных видах, и заканчивая владением физическими понятиями, связанными с жизнедеятельностью человека. Это отражает требования нового  стандарта физического образования, соответствует роли физики в системе общего образования

Все тесты  снабжены  указанием на темы, где разработаны соответствующие задания. Для всех тестов   в конце методической разработки  указаны ответы. В пособии использованы общепринятые  обозначения физических величин, даны рекомендации по выполнению заданий.  В помощь  обучающимся  приведены основные  понятия и формулы по разделу. При выполнении тестов использованы  единицы  Международной системы   СИ. Уровень качества усвоения знаний обучающихся оценивается в рамках  контрольных тестовых  работ  и экзамена.

                                                  Учебно-тематический план

      практических занятий  по  теме «Квантовые свойства света »

Основные виды тестовых заданий

Тест (от английского слова test - проверка, задание) - это система заданий, позволяющая измерить уровень усвоения знаний. Тесты очень многообразны и поэтому существуют их многочисленная классификация по различным признакам. В зависимости от того, какой признак положен в основу классификации, различают следующие основные виды тестов:

Тесты с однозначным выбором правильного  ответа из нескольких предложенных. На каждое задание предлагается несколько вариантов ответа, из которых только один верный. В физике это обычно формулы, либо определения физических величин и законов.

Пример.

Под фотоэффектом понимают явление взаимодействия света с веществом, при котором происходит: 

 1) поглощение электронов.  2) вырывание электронов,

 3) поглощение атомов,           4) вырывание атомов.

Ответ :2.

Тесты с открытым ответом. Если в заданиях с выбором правильного ответа  есть возможность угадать правильный ответ, то в тестах с открытым ответом догадка исключена, поскольку ответ вписывается в  определённое место в виде  цифр или букв.

Пример.

Красная граница фотоэффекта для калия с работой выхода 3,52 • 10 - 19 Дж равна ___ м.

Ответ

Тесты  на установление соответствия. Такие задания  позволяют проверить знания взаимосвязи определений и фактов, сущности и явлений, соотношение между объектами и их свойствами, законами и формулами. Элементы первого столбца обозначаются цифрами и располагаются слева, а элементы второго обозначаются буквами русского алфавита и располагаются справа  Для каждого столбца вводится определенное название, обобщающее все элементы столбца. Название столбца записывается заглавными буквами.

Пример.

Установите соответствие физической величины и единицы её измерения

 Ответ : 1- Б, 2 –Б, 3 – В, 4 – А .

Тесты на установление правильной последовательности. Такие задания проверяют знание  определённой последовательности действий,  необходимой для получения  конечного результата или знание хронологии событий.

Пример .

Укажите  историческую последовательность изучения явления  фотоэффекта

1) объяснение фотоэффекта на основе квантовых представлений

2) открытие электрона

3) открытие фотоэффекта

4) изучение закономерностей фотоэффекта

Ответ : 2, 3, 4, 1.

Рекомендации по выполнению тестовых заданий

Состав тестового задания :

• Инструкция
• Текст задания ( вопроса)
• Код ответа                      

Инструкция содержит  указания на то, каким образом выполнять задание, где и как делать пометки и записи.

Текст  включает  тестовое задание.

Код  ответа находится в конце методической разработки.

Предлагаемые в методической разработке  разноуровневые тесты состоят из двух частей (А и В) и включают задания двух типов:

 А -  задания с выбором ответа , задание на установление соответствия или на установление правильной последовательности. К каждому заданию части А даны несколько ответов, из которых нужно выбрать только один верный. Ответом заданий части В, может быть только число, равное значению искомой величины, выраженной в единицах измерения, указанных в условии задания. Если в ответе получается число в виде дроби, то его нужно округлить до целого числа. Необходимо также учитывать знак искомой величины.

Шкала оценки результатов тестирования.

Каждый тест состоит из десяти  вопросов группы  А и трёх вопросов группы В.

Вопросы группы А оцениваются в 1 балл , вопросы группы  В  оцениваются в 2 балла.

Шкала оценок

Тема 1.  Явление фотоэффекта

Практические задания по теме 1.1.  Фотоэффект и его законы

А.1.  Какое из приведенных ниже выражений наиболее точно определяет понятие фотоэффекта? Укажете правильный ответ.

1). Испускание электронов веществом в результате его нагревания.

2). Вырывание электронов из вещества под действием света.

3). Увеличение электрической проводимости вещества под действием света.

4) Электризация тела под действием света

А.2.  В каком случае электроскоп, заряженный отрицательным зарядом, быстрее разрядится - при освещении:

А. инфракрасным излучением        Б. ультрафиолетовым излучением?

1) А.        2) Б.         3). Одновременно.

4) Электроскоп не разрядится в обоих случаях.

А.3. В каком случае электроскоп, заряженный отрицательным зарядом, быстрее разрядится при освещении:

А. рентгеновским излучением        Б. ультрафиолетовым излучением?

1) А        2) Б        3). Одновременно)

4) Электроскоп не разрядится в обоих случаях.

 А.4.  Как изменится кинетическая энергия электронов при фотоэффекте, если увеличить частоту облучающего света, не изменяя общую мощность излучения?

1) Увеличится.                              2). Уменьшится.

3) Не изменится.        4) Ответ неоднозначен.

А.5.  Как изменится скорость электронов при фотоэффекте, если увеличить частоту облучающего света, не изменяя общую мощность излучения?

1). Увеличится.        2) Уменьшится.

3) Не изменится.4)        4) Ответ неоднозначен.

А.6.  На рисунке приведены графики зависимости запирающего напряжения фотоэлемента от частоты облучающего света. В каком случае материал катода фотоэлемента имеет большую работу выхода?                                           

1) I.        2) II.        3). Одинаковую.

4). Одинаковую.

Г. Ответ неоднозначен

А.7 На рисунке приведены графики зависимости максимальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на фотокатод фотонов. В каком случае материал катода фотоэлемента имеет меньшую работу выхода?

1) I.

2). II.

3) Одинаковую.

4) Ответ неоднозначен.

А.8 В опытах Столетова было обнаружено, что кинетическая энергия электронов, вылетевших с поверхности металлической пластины при её освещении светом, …

1) не зависит от частоты падающего света;

2) линейно зависит от частоты падающего света;

3) линейно зависит от интенсивности света;

4) линейно зависит от длины волны падающего света.


А.9. Фототок насыщения при уменьшении интенсивности падающего света

1) увеличивается; 2) не изменяется; 3) уменьшается;

4) увеличивается или уменьшается в зависимости от работы выхода.


А.10. . Увеличение частоты падающего света на фотоэлемент приводит…

1) к увеличению скорости фотоэлектрона;

2) к увеличению тока насыщения;

3) к уменьшению задерживающей разности потенциалов;

4) не влияет на фотоэффект.

Практические задания по теме 1.2. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

А.1. .Явление вырывания электронов с поверхности металла под действием света называют:
1) фотосинтез, 2) электризацией, 3) квантованием, 4) фотоэффектом.

А.2.Уравнение Эйнштейна имеет вид: 

 1)

2) г)

  3)

     4)  

А.3. При уменьшении интенсивности света в 9 раз количество электронов, вырываемых светом с поверхности за 1 секунду:

1) не изменится, 2) уменьшится в 9 раз, 3) увеличится в 9 раз, 4) нет ответа.

А.4. Красная граница фотоэффекта может быть рассчитана по формуле:

1)

2)

3)

4)

А.5. Кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается, если:

 1) увеличивается А вых электронов из металла;

2) уменьшается А вых электронов из металла;

3)  уменьшается энергия кванта падающего света;

4) увеличивается интенсивность светового потока.

А.6. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта представляет собой применение к данному явлению:

1) закон сохранения импульса, 2) закон сохранения энергии,

3) закон преломления света, 4) закон отражения света.

А.7. Будет ли наблюдаться фотоэффект при условии hν = А вых ?

1) да, 2) нет, 3) в частных случаях  4) не знаю.

А.8. Будет ли наблюдаться фототок при условии hν = А вых ?

1) да, 2) нет, 3)в частных случаях    4)не знаю

А.9. Первая из двух одинаковых металлических пластин имеет положительный заряд, а вторая – отрицательный. Какая из них быстрее разряжается при освещении светом?

1) первая, 2) вторая, 3) обе одинаково,4) не разряжается ни одна.

А.10. Какие из явлений получили объяснение на основе квантовой теории света?

1- дифракция, 2- интерференция, 3- фотоэффект, 4 - поляризация.

1) 1, 2, 4.      2) 4.      3) 3 . 4) 1,3.

 В.1. Работа выхода электронов для исследуемого металла равна 3 эВ. Чему равна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вылетающих с поверхности металлической пластинки под действием света, длина волны которого составляет 2/3 длины волны, соответствующей красной границе фотоэффекта для этого металла?

В.2.В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением.

В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины, в ходе которого было получено значение h = 5,3 ∙ 10–34 Дж ∙ с.

Чему равно опущенное в таблице первое значение задерживающего потенциала?

  В.3.  На рисунке приведён график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов Ек от частоты падающего света.

Работа выхода электронов равна

 Тема 2. «Световые кванты. Действия света »

Практические задания 2.1. «Фотоны »

А..                А.1. Какой из фотонов, соответствующий красному или фиолетовому свету, имеет меньшую энергию?
1)Красному.                  2)Фиолетовому.
3 )Энергии обоих фотонов одинаковы   4) ответ неоднозначен 

     А.2.  Какие из перечисленных ниже явлений можно количественно описать с помощью фотонной теории света?

                А. Фотоэффект     Б. Световое давление

                          1) Только А   2) Только Б   3) А и Б    4) Ни А, ни Б.

          А.3. На рисунке приведены графики зависимости максимальной энергии     фотоэлектронов от энергии падающих на катод фотонов. В каком случае материал катода фотоэлемента имеет меньшую работу выхода?

                                                                                                                  1) 1        2) 2       3) в обоих случаях

             Е                                                                                                    4) ни в одном

                                   1                 2

А.4. Де Бройль выдвинул гипотезу, что частицы вещества (например, электрон) обладают волновыми свойствами. Эта гипотеза впоследствии была…

1) опровергнута путем теоретических рассуждений

2) опровергнута экспериментально

3) подтверждена в экспериментах по дифракции электронов

4) подтверждена в экспериментах по выбиванию электронов из металлов при освещении

А.5. Какое из нижеприведенных выражений соответствует энергии фотона?

1).         2).         3).         4).

А.6.  Какое из нижеприведенных выражений соответствует импульсу фотона?

1).         2).         3).         4).

А.7. При увеличении длины световой волны в 3 раза энергия фотона:

 1) уменьшится в 3 раза.     Б2) уменьшится в 9 раз,     3) увеличится в 3 раза,     4) увеличится в 9 раз.

А.8. Квант –это……….

1) наименьшая порция электромагнитного излучения   2) кусок электромагнитной волны

3) заряженная частица      4) электрон

А.9. Верно ли утверждение: Свет имеет двойственную природу, он и электромагнитная волна и поток частиц одновременно?

1)да       2) нет

А10.  Понятие «квант энергии» было введено впервые в физику для объяснения…

          1) законов излучения разогретых твердых тел 2) законов фотоэффекта 3) закономерностей фотографии

           4) давления света

  В.1. . Энергия фотона с длиной волны λ= 440 нм (фиолетовый свет)
равна ? Дж

(h= Джс;   с= м/с)  

         В.2 Чему равен импульс фотонов, излучаемых радиопередатчиком, работающим на частоте 100 кГц? В кг м / с)

        В.3. Чему равна масса фотона? λ = 10-10 м(в кг)

Практические задания 2.2. «Применение фотоэффекта»

А.1. В лампах дневного света источником излучения служит электрический разряд в парах ртути, в котором образующиеся возбужденные атомы ртути излучают, в основном, невидимое ультрафиолетовое излучение. Видимый свет этих ламп обусловлен…

1) прохождением сквозь стеклянные стенки лампы только видимого света

2) поглощением ультрафиолетового света атомами специального люминофора на стенках и переизлучением ими видимого света

3)  поглощением ультрафиолетового света атомами специального люминофора на стенках, его разогревом до температуры «белого каления»

4) свечением воздуха вокруг лампы, поглощающего испускаемый ею ультрафиолет

А.2 При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит освобождение фотоэлектронов. Как изменится максимальная энергия фотоэлектронов при увеличении частоты в 2 раза?

1). Не изменится.

2). Увеличится в 2 раза.

3). Увеличится менее чем в 2 раза.

4). Увеличится более чем в 2 раза.

А.3.  При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит выбивание фотоэлектронов. Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты падающего на катод света в 2 раза?

1) не изменится; 3) увеличится более чем в 2 раза;

2) увеличится в 2 раза; 4) увеличится менее чем в 2 раза.

А.4. . Какие из перечисленных ниже приборов основаны на волновых свойствах света?

А) Дифракционная решетка. Б) Фотоэлемент.

1). Только 1А                2. Только Б.                      3). А и Б.                4). Ни А, ни Б.

А.5. . Какие из перечисленных ниже приборов основаны на квантовых (корпускулярных) свойствах света?

 А) Дифракционная решетка. Б) Фотоэлемент.

1). ТолькоА.                 2). Только Б.           3). А и Б.                4). Ни А, ни Б.

А.6. Какой фотоэффект используется в вакуумных фотоэлементах?

:1) внешний      2) внутренний

А.7.Какой фотоэффект используется в полупроводниковых фотоэлементах?

1) внешний       2) внутренний

А.8.Какой электрод освещают в вакуумном фотоэлементе для возникновения фотоэффекта?

:1) анод     2) катод   3) безразлично

А.9.Цинк заряжен положительно.   Как изменится заряд в результате фотоэффекта?

1) не изменится     2) увеличится    3) уменьшится:

А.10.Фотоэффект можно объяснить на основе......природы света

:1) волновой      2) корпускулярной     3) и той и другой

В.1. Работа выхода электрона из цезия . Постоянная Планка . При освещении катода, покрытого цезием, светом с частотой      из него будут вылетать электроны с кинетической энергией, равной ...  Дж

В.2.Красная граница фотоэффекта для цезия . Фотоэффект будет наблюдаться, если катод, покрытый цезием, освещать светом с длиной волны ...м

В.3. Найти кинетическую энергию  фотоэлектронов, вырываемых с поверхности цинка ультрафиолетовым излучением с длиной волны 200 нм.( В ЭВ)

Код ответов

Приложение

 Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем и в 1888–1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900 г. К этому времени уже был открыт электрон (Д. Томсон, 1897 г.), и стало ясно, что фотоэффект (или точнее – внешний фотоэффект) состоит в вырывании электронов из вещества под действием падающего на него света. Схема экспериментальной установки для исследования фотоэффекта изображена на рис. 8.2.1.

В экспериментах использовался стеклянный вакуумный баллон с двумя металлическими электродами, поверхность которых была тщательно очищена. К электродам прикладывалось некоторое напряжение U, полярность которого можно было изменять с помощью двойного ключа. Один из электродов (катод K) через кварцевое окошко освещался монохроматическим светом некоторой длины волны λ, и при неизменном световом потоке снималась зависимость силы фототока I от приложенного напряжения. На рис. 8.2.2 изображены типичные кривые такой зависимости, полученные при двух значениях интенсивности светового потока, падающего на катод.

Кривые показывают, что при достаточно больших положительных напряжениях на аноде A фототок достигает насыщения, так как все электроны, вырванные светом из катода, достигают анода. Тщательные измерения показали, что ток насыщения Iн прямо пропорционален интенсивности падающего света. Когда напряжение на аноде отрицательно, электрическое поле между катодом и анодом тормозит электроны. Анода могут достичь только те электроны, кинетическая энергия которых превышает |eU|. Если напряжение на аноде меньше, чем –Uз, фототок прекращается. Измеряя Uз, можно определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов:

  К удивлению ученых, величина Uз оказалась не зависящей от интенсивности падающего светового потока. Тщательные измерения показали, что запирающий потенциал линейно возрастает с увеличением частоты ν света (рис. 8.2.3).

Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта:

1. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности.
2. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, то есть наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект.
3. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света.
4. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin.

Все эти закономерности фотоэффекта в корне противоречили представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом. Согласно волновым представлениям электрон при взаимодействии с электромагнитной световой волной должен был бы постепенно накапливать энергию, и потребовалось бы значительное время, зависящее от интенсивности света, чтобы электрон накопил достаточно энергии для того, чтобы вылететь из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Однако, опыт показывает, что фотоэлектроны появляются немедленно после начала освещения катода.

В этой модели невозможно было также понять существование красной границы фотоэффекта. Волновая теория света не могла объяснить независимость энергии фотоэлектронов от интенсивности светового потока, пропорциональность максимальной кинетической энергии частоте света. Таким образом, электромагнитная теория света оказалась неспособной объяснить эти закономерности. Выход был найден А. Эйнштейном в 1905 г. Теоретическое объяснение наблюдаемых закономерностей фотоэффекта было дано Эйнштейном на основе гипотезы М. Планка о том, что свет излучается и поглощается определенными порциями, причем энергия каждой такой порции определяется формулой E = hν, где h – постоянная Планка Эйнштейн сделал следующий шаг в развитии квантовых представлений. Он пришел к выводу, что и свет имеет прерывистую дискретную структуру.

Электромагнитная волна состоит из отдельных порций – квантов, впоследствии названных фотонами. При взаимодействии с веществом фотон целиком передает всю свою энергию hν одному электрону. Часть этой энергии электрон может рассеять при столкновениях с атомами вещества. Кроме того, часть энергии электрона затрачивается на преодоление потенциального барьера на границе металл–вакуум. Для этого электрон должен совершить работу выхода A, зависящую от свойств материала катода. Наибольшая кинетическая энергия, которую может иметь вылетевший из катода фотоэлектрон, определяется законом сохранения энергии:

  Эту формулу принято называть уравнением Эйнштейна для фотоэффекта. С помощью уравнения Эйнштейна можно объяснить все закономерности внешнего фотоэффекта. Из уравнения Эйнштейна следуют линейная зависимость максимальной кинетической энергии от частоты и независимость от интенсивности света, существование красной границы, безынерционность фотоэффекта. Общее число фотоэлектронов, покидающих за 1 с поверхность катода, должно быть пропорционально числу фотонов, падающих за то же время на поверхность. Из этого следует, что ток насыщения должен быть прямо пропорционален интенсивности светового потока 

Это позволяет экспериментально определить значение постоянной Планка. Такие измерения были выполнены Р. Милликеном (1914 г.) и дали хорошее согласие со значением, найденным Планком. Эти измерения позволили также определить работу выхода A:

где c – скорость света, λкр – длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта. У большинства металлов работа выхода A составляет несколько электрон-вольт (1 эВ = 1,602·10–19 Дж). В квантовой физике часто используется электрон-вольт в качестве энергетической единицы измерения. Значение постоянной Планка,

                                                                    h = 6,63  10¯³⁴ Дж с

выраженное в электрон–вольтах в секунду, равно

  Среди металлов наименьшей работой выхода обладают щелочные металлы. Например, у натрия A = 1,9 эВ, что соответствует красной границе фотоэффекта λкр ≈ 680 нм. Поэтому соединения щелочных металлов используют для создания катодов в фотоэлементах, предназначенных для регистрации видимого света. Итак, законы фотоэффекта свидетельствуют, что свет при испускании и поглощении ведет себя подобно потоку частиц, получивших название фотонов или световых квантов. Энергия фотонов равна

  Фотон движется в вакууме со скоростью c.  Отсюда следует, что фотон обладает импульсом

  Таким образом, учение о свете, совершив виток длительностью в два столетия, вновь возвратилось к представлениям о световых частицах – корпускулах. Но это не был механический возврат к корпускулярной теории Ньютона. В начале XX века стало ясно, что свет обладает двойственной природой. При распространении света проявляются его волновые свойства (интерференция, дифракция, поляризация), а при взаимодействии с веществом – корпускулярные (фотоэффект). Эта двойственная природа света получила название корпускулярно-волнового дуализма. Позже двойственная природа была открыта у электронов и других элементарных частиц. Классическая физика не может дать наглядной модели сочетания волновых и корпускулярных свойств у микрообъектов. Движением микрообъектов управляют не законы классической механики Ньютона, а законы квантовой механики. Теория излучения абсолютно черного тела, развитая М. Планком , и квантовая теория фотоэлектрического эффекта Эйнштейна лежат в основании этой современной науки.

Литература

1. 
   Куперштейн Ю.С. Физика. Дифференцированные контрольные работы. 7–11 классы. СПб: Сентябрь, 2005.
2. 
   Коровин В.А., Степанова Г.Н. Физика. Сборник задач для проведения устного экзамена по физике за курс средней школы. 11 класс. М.: Дрофа, 2000.
3. 
   Орлов В.А., Фадеева А.А., Ханнанов Н.К. Физика. ЕГЭ-2004: учебно-тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. М.: Интеллект-Центр, 2004.
4. 
   Бальва О.П., Фадеева А.А. Физика. Универсальный справочник. М.: Эксмо, 2010.
5. 
   Веретельник В.И., Сивов Ю.А., Толмачёва Н.Д., Хоружий В.Д. Банк задач по физике. Томск: Томский политехнический университет, 2006.
6. 
   Грибов В.А., Ханнанов Н.К. ЕГЭ 2010. Физика. Репетитор. М.: Эксмо, 2009.
7. 
   Турчина Н.В., Рудакова Л.И., Суров О.И. и др. 3800 задач по физике для школьников и поступающих в вузы». М.: Дрофа, 2000.
8. 
   Дмитриев С.Н. Физика. Сборник задач для поступающих в вузы. М., 1998.
9. 
   Орлов В.А., Фадеева А.А., Ханнанов Н.К. Физика. ЕГЭ: учебно-тренировочные материалы для подготовки к ЕГЭ. М.: Интеллект-Центр, 2003.
10. 
    Парфентьева Н.А. Сборник задач по физике для 10–11 классов. М.: Просвещение, 2007.
11. 
    Марон А.Е., Марон Е.А. Контрольные работы по физике. 10–11 классы. М.: Просвещение, 2003.
12. 
    Орлов В.А., Ханнанов Н.К. Единый государственный экзамен. Физика. 2002. М.: Просвещение. 2003.
13. 
    Экзаменационные билеты по физике для поступающих в вузы. М.: КубК-а, 1996.
14. 
    Баканина Л.П., Бенонучкин В.Е., Козел С.М. Сборник задач по физике: для 10–11 классов с угл. изучением физики. М.: Просвещение, 1999.
15. 
    Попов Н.А., Шабунин С.А., Тихонин Ф.Ф. Физика: типовые тестовые задания. М.: Экзамен, 2003.