Задачи по квантовой физике
учебно-методическое пособие по физике (11 класс)

Вариант №1.

1. Определить импульс фотона с энергией равной      6,63·10-19 Дж.

2. Вычислить длину волны красной границы фотоэффекта для серебра.

3. Определите наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия при освещении его светом длиной волны 3 ·10-7 м. Работа выхода равна 2 эВ, масса электрона            9,1 ·10 -31кг?

4. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны , вырванные из оксида бария , при облучении светом частотой 2,5* 1016 Гц?

5.Найти работу выхода электрона с поверхности некоторого металла, если при облучении этого материала желтым светом скорость выбитых электронов равна                0,28 ·106 м/с. Длина волны желтого света равна 590 нм.

Вариант №2.

1. Определите красную границу фотоэффекта для калия.

2. Определить энергию фотонов , соответствующих наиболее длинным ( λ = 0,75 мкм) и наиболее коротким (λ= 0,4 мкм ) волнам видимой части спектра.

3.Какой длины волны надо направить свет на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлементов была  3,4 Мм/с ?

4.Удлиненный металлический шарик облучают монохроматическим светом длиной волны 300 нм. До какого потенциала зарядится шарик? Работа выхода из цинка равна 4 эВ.

5.Вычислите максимальную скорость электронов, вырванных их металла светом с длиной волны равной    0,3 мкм. Работа выхода равна 7,2 ·10-19 Дж

Вариант №3.

1. Фотон с энергией равной 6 эВ падает на зеркало и отражается. Какой импульс получает зеркало?

2. Цинковая пластинка ( работа выхода равна 4,2 эВ) освещается ультрафиолетовым светом с длиной волны    350 нм. Вычислите кинетическую энергию фотоэлектронов.

3.Определить красную границу фотоэффекта для платины.

4. Какой кинетической энергией обладают электроны, вырванные с поверхности платины, при облучении ее светом с частотой 6· 1015 Гц?

5.Определить задерживающее напряжение для электронов, испускаемых с поверхности  серебра под действием монохроматического излучения с длиной волны равной 2000 Å   .        ( 1Å =10-10)

Вариант №4.

1. Для ионизации атома кислорода необходима энергия около 15 эВ. Найти частоту излучения, которое может вызвать ионизации.

2.Определите массу фотона красного света с длиной волны равной   6,3 ·10-7м.

3. Определите значение запирающего напряжения, если катод, изготовленный из платины, освещенный светом с длиной волны       350 нм. Работа выхода платины равна 5,3 эВ.

4.Платина освещается светом с длиной волны 0,43 мкм, а фотоэффект наступает при длине волны 0,64 мкм . Вычислите скорость фотоэлектронов.

5.При фотоэффекте с поверхности серебра задерживающий потенциал оказался равным 1,5 В.Вычислить частоту падающего света.

Вариант №5.

1.Определите импульс фотона, соответствующего длине волны        450 нм.

2.Энергия фотона равна энергии покоящегося электрона. Найти длину волны такого фотона.

3. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из рубидия при освещении ультрафиолетовыми  лучами с длиной волны 3,87·10-7 м, энергия равна      1,7 · 10-19 Дж. Определите работу выхода электронов из рубидия.

4. Максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных с поверхности вольфрама при фотоэффекте равна  2,1· 106 м/с. Определите частоту света, вызывающего фотоэффект.

5. В процессе фотоэффекта электроны , вырванные с поверхности металла излучением частотой 2· 1015 Гц, полностью задерживается тормозящим полем при разности потенциалов 7 В, а при частоте     3,93 ·10 15 Гц – разности потенциалов 15 В.По этим данным вычислите постоянную Планка. 

Вариант №6.

1. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла соответствует длине волны равной 2,75 ·10-7 м. Найти работу выхода из этого металла.

2. Определить энергию фотона для оранжевых лучей с длиной волны 0,6 мкм.

3. Каков импульс фотона, энергия которого равна 3 эВ?

4.  Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при облучении ее светом с длиной волны        100 нм?

5. Какова наименьшая частота света, при которой еще наблюдается фотоэффект , если работа выхода электронов из металла равна           3,3 · 10-19 Дж?

Вариант №7.

1. Определить энергию кванта света с длиной волны 6·10-7м.Определить частоту колебаний напряженности электрического поля световой волны.

2.Найти длину волны света, которым освещается поверхность металла, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию              4,5 ·10 -16 Дж, а работа выхода равна 7,5 ·10-19 Дж.

3. С какой скоростью вылетают электроны с поверхности цезия при освещении желтым светом с длиной волны равной 590 нм?        

4. К вакуумному фотоэлементу, у которого катод выполнен из цезия, приложено запирающее напряжение     2 В. При какой длине волны падающего на катод света появляется фототок.

5.Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 2750 А. Найдите работу выхода электрона из этого металла. ( 1À=10-10  м,     h= 6,63·10-34 Дж·с)

Вариант №8.

1.Определите длину волны света, энергия кванта которого равна           3,6· 10-19  Дж.

2. Квант света , имеющий длину волны, равную 230 нм, падает на алюминиевую пластинку и поглощается ею. Вычислит импульс, сообщенный квантом света пластинке.

3.Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из рубидия при освещении ультрафиолетовым лучами с длиной волны равной         3,17 · 10 -7  м и энергией 2,84·10 -19 Дж. Определите работу выхода электронов из рубидия и красную границу фотоэффекта .

4. Какой длины волны следует направить лучи на поверхность цезия , чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2000 км\с? Красная граница фотоэффекта для цезия равна 690 нм.

5.Какое запирающее напряжение надо подать , чтобы электроны, вырванные ультрафиолетовым светом с длиной волны 100 нм из вольфрамового катода, не могли создать ток в цепи?

Вариант №9.

1. Найти массу и импульс фотонов для инфракрасных (ν = 10 12 Гц ) и рентгеновских        ( ν= 10 18 Гц) лучей.

2. Энергия фотона равна 4,1 эВ. Найти длину волны, которая ему соответствует.

3.На металлическую пластину падает монохроматический луч света (λ=0,413 мкм). Поток фотоэлектронов , вырванных с поверхности металла , полностью задерживается тормозящим электрическим полем с разностью потенциалов, равной 1 В. Определите работу выхода.

4.Максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных с поверхности меди при фотоэффекте равна 9,3 ·10 6 м/с . Определите частоту света , вызывающего фотоэффект .

5.Какую максимальную скорость могут получить вырванные из калия электроны при облучении его светом с длиной волны 0,4 мкм? Работа выхода  равна 3,2·10-19Дж.

Вариант №10.

 1. Каков импульс фотона, энергия которого равна 6 ·10 -19 Дж?

 2.Наибольшая длина волны света, при которой происходит    фотоэффект для вольфрама, 0,275 мкм. Найти работу выхода электронов из вольфрама , если скорость равна 9,1·105 м/с.

3.Частота света 7,5 ·1016 Гц, работа выхода из ртути 7·10 -19Дж. Вычислите кинетическую энергию фотоэлектронов.

4.Красная граница фотоэффекта для металла 6,2·10 -7м. Найти величину запирающего напряжения для фотоэлектронов при освещении металла светом с длиной волны 330 нм.

5.Найти скорость фотоэлектронов, вылетающих из цинка , при освещении его ультрафиолетовыми лучами  с длиной волны 0,3 мкм. Работа выхода для цинка 4 эВ.

Вариант №11.

1.Определить энергию фотона, которому соответствует длина волны равная 6·10-7 м.

2.Для некоторого металла красная граница фотоэффекта    ν =4,3·10 14 Гц. Определить работу выхода электрона из этого металла и максимальную кинетическую энергию, которую приобретут электроны под действием излучения с длиной волны λ= 190 нм.

3.  Цезиевый катод фотоэлемента освещает светом натриевой лампы с длиной волны равной 600 нм. Определить скорость вырываемых из катода фотоэлектронов, если красная граница фотоэффекта для цезия равна 650 нм.

4.Найти скорость электронов, вырванных из вольфрама светом с длиной волны 0,18 мкм.

5. Вычислите красную границу фотоэффекта для титана.

Вариант №12.

1.Красная граница фотоэффекта для натрия равна 547 нм. Найдите работу выхода электрона из натрия.

2. Определите максимальную кинетическую энергию электронов , вылетающих из некоторого металла при его освещении светом с длиной волны 0,345 мкм. Работа выхода для этого металла равна     2,45 эВ.

3.Фотоны света, которым облучается поверхность палладия, имеет импульс, равный       5,7 ·10-5   кг·м/с. Найдите максимальную скорость фотоэлектронов. Работа выхода для палладия равна 5 эВ.

4. Какую длину волны должно иметь излучение, чтобы при действии его на титан максимальная скорость фотоэлектронов была равна      500 км/с?

5.Определите импульс фотона, если соответствующая длина волны монохроматического света равна 700 нм.

Вариант №13.

1. Какой скоростью обладают электроны , вырванные с поверхности натрия, при облучении его светом, частота которого равна            4,5·10 15 Гц? Определить наибольшую длину волны излучения, вызывающего фотоэффект.

2.Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0,29 мкм. Определить работу выхода.

3.Какой кинетической энергией обладают электроны, вырванные с поверхности меди, при облучении ее светом с частотой 6· 1016 Гц?

4. Вычислить длину волны красной границы фотоэффекта для платины.

5. Определить импульс фотона с энергией равной   5,5·10-18 Дж.

Вариант №14.

1. Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из лития электроны при облучении светом с частотой 1015 Гц?

2.Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из металла при освещении его ультрафиолетовым светом с длиной волны 0,225 мкм равна                    4,54 · 10-19 Дж. Определите работу выхода электронов из металлов.

3.Определить наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия, при освещении его светом с длиной волны 400 нм.

4. Какой длине волны излучения соответствует фотон, импульс которого равен 2,5 · 10-27 Дж ·с/м?

5.Определите красную границу фотоэффекта для цинка , если при освещении его излучением , имеющим длину волны 262 нм, задерживающие напряжение равно 1,5 В?

Вариант №15.

1.Определить задерживающее напряжение для электронов, испускаемых с поверхности натрия под действием монохроматического излучения с длиной волны равной                      3000 Å.(1Å=10-10   м)

2. Фотон с энергией равной 10 эВ падает на зеркало и отражается. Какой импульс получает зеркало?

3. Энергия фотона равна 5,1 эВ. Найти длину волны, которая ему соответствует.

4. Красная граница фотоэффекта , для некоторого металла равна      2,75 · 10-7 м. Найти работу выхода электрона из этого металла и максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла светом с длиной волны    1,8 · 10-7м.

5.Определить красную границу фотоэффекта для вольфрама.

Вариант №16.

1. Определите красную границу фотоэффекта для титана.

2. Определить импульс фотона с энергией равной     5·10-18 Дж.

3.Какова работа выхода электрона из катода фотоэлемента, покрытого цезием, при освещении катода светом длиной волны 510 м. Максимальная кинетическая энергия вылетевших фотоэлектронов равна   0,98· 10-19 Дж?

4. Определите наибольшую скорость электрона, вылетевшего из цезия при освещении его светом длиной волны 4,32 ·10-7 м. Работа выхода равна 2 эВ, масса электрона 9,1 ·10 -31кг?

5. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны , вырванные из оксида бария , при облучении светом частотой 3 ПГц?

Вариант №17

1. Определите красную границу  фотоэффекта для золота.

2. Каков импульс фотона, энергия которого равна 7 · 10-19 Дж?

3.При освещении пластинки, изготовленной из некоторого металла , светом с частотой 8·1014 Гц, затем частотой 6·1014 Гц обнаружили, что максимальная кинетическая энергия электронов изменилась в 3 раза. (Е/3- 2 случае). Определите работу выхода электронов из этого металла.

4. Под каким напряжением работает рентгеновская трубка, если самые «жесткие» лучи в ее рентгеновском спектре имеют частоту равную 1019Гц?

5. Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при облучении ее светом с длиной волны        150 нм?

Вариант №18

1. Какую максимальную кинетическую энергию имеют вырванные из натрия  электроны при облучении светом с частотой 5· 1015 Гц?

2.  Найти массу и импульс фотонов для инфракрасных (ν = 10 12 Гц ) и рентгеновских ( ν= 10 18 Гц) лучей.

3. Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0,29 мкм. Определите работу выхода.

4.На металлическую пластинку, красная граница фотоэффекта для которой равна          0,5 мкм, падает фотон с длиной волны равной 0,4 мкм. Во сколько раз скорость фотона больше скорости фотоэлектрона?

5. Отрицательно заряженная цинковая пластинка освещалась монохроматическим светом с длиной волны 300 нм . Красная граница для цинка составляет 332 нм. Какой максимальный потенциал приобретет цинковая пластинка?