MATERIA I FALE
□ 1.1. Która z poniższych zależności nie opisuje powiązania własności
falowych światła z jego naturą korpuskularną?
a)
b)
c) E = hf
d)
□ 1.2. Które fotony mają większą energię: czy te, które tworzą promieniowanie y, czy te, które tworzą promieniowanie ultrafioletowe?
□ 1.3. Energia fotonu równa jest energii kinetycznej elektronu, który, mając szybkość początkową
V0 = 107 , został dodatkowo rozpędzony, przebywając różnicę potencjałów U = 40 V. Jaka jest długość fali fotonu?
□ 1.4. Ile fotonów wpada do oka człowieka w ciągu t= 1s, jeżeli jest to światło o długości fali = 500 nm i mocy P =
□ 1.5. Z jaką szybkością będą wylatywały elektrony z cezu oświetlonego światłem żółtym o długości fali
= 560 nm? Praca wyjścia elektronu z cezu
□ 1.6. Na powierzchnię metalu pada światło o długości fali = 360 nm i mocy P = 5 W. Jakie natężenie ma prąd elektronów wybijanych z tego metalu, jeżeli tylko n = 10% fotonów wybija elektrony?
□ 1.7. Jaka jest długość fali światła padającego na metalową płytkę i wywołującego w metalu efekt fotoelektryczny, jeżeli praca wyjścia elektronu z metalu, a wybijane elektrony mają energię kinetyczną E0 =4,72-10-20 J ?
□ 1.8. Jaką co najmniej częstotliwość f musi mieć fala światła padającego na metalową płytkę, aby zachodził efekt fotoelektryczny, jeżeli praca wyjścia elektronu z metalu
□ 1.9. Oświetlając katodę próżniowej fotokomórki światłem o częstotliwości f = 1015 Hz (rysunek 1.1), uzyskuje się w obwodzie prąd, jeżeli napięcie między anodą i katodą fotokomórki UZ > -2 V.
Jaka jest praca wyjścia elektronów z katody fotokomórki?
Rysunek 1.1.
□ 1.10. Katoda fotoelementu oświetlona jest światłem monochromatycznym o długości fali0 (rysunek 1.1). Jeżeli napięcie między anodą i katodą osiągnie U0 = - 4 V, to zanika prąd w obwodzie. Jeżeli zmienimy długość fali światła padającego na fotoelement na 1 = 1,5 • 0 , to prąd zanika przy napięciu U1 = -2 V. Jaka jest praca wyjścia elektronów z katody?
□ 1.11. W obwodzie jak na rysunku 1.1. wymieniano fotokomórki, których katody były wykonane z różnych materiałów. Każdą oświetlano promieniowaniem o różnych częstotliwościach. Uzyskano cztery wykresy A, B, C i D zależności napięcia zaporowego, przy którym prąd zanikał, od częstotliwości światła padającego na katody fotokomórek. Który z materiałów katody ma największą pracę wyjścia?
a) A b) B
c) C d) D
Rysunek 1.2.
□ 1.12. Jaką największą wartość może mieć praca wyjścia elektronu z metalu, aby występowała fotoemisja, gdy powierzchnia tego metalu będzie oświetlana światłem widzialnym o długości fali z zakresu 400-750 nm?
□ 1.13. Jaką maksymalną energię kinetyczną będą miały elektrony wybijane z metalu, na którego powierzchnię pada fala elektromagnetyczna o długości = 350 nm? Praca wyjścia elektronu
z tego metalu = 2,26 eV.
□ 1.14. Jaką długość K powinna mieć fala elektromagnetyczna padająca na powierzchnię strontu, aby wybijane elektrony miały maksymalną energię kinetyczną EK = 2•10-19? Zjawisko fotoelektryczne zachodzi w stroncie dla fal elektromagnetycznych o długościach 0< 550 nm.
□ 1.15. Jaką maksymalną szybkość mają elektrony emitowane z fotoelektrody oświetlanej światłem o długości fali = 300 nm, jeżeli praca wyjścia z tej fotoelektrody wynosi? Masa elektronu
me = 9,1 –10-31 kg.
1.16. Jaka jest praca wyjścia elektronów z metalu oświetlonego żółtym światłem o długości fali
=590 nm , jeżeli szybkość tych elektronów po opuszczeniu powierzchni metalu v =0,26 • 106 m.
Masa elektronu me =9,1.10-31 kg, stała Plancka h= 6,63.10 -34Js.
1.17. Jeżeli powierzchnię metalu oświetlimy światłem o częstotliwości f1=750 • 1012 Hz, to energia wybijanych elektronów E1 będzie n = 2 razy większa od energii E2, elektronów wybijanych światłem o częstotliwości f 2 = 600 • 1012 Hz. Jaka jest praca wyjścia elektronów z metalu?
1.18. Oświetlając powierzchnię metalu światłem, którego energia fali padającej jest większa od pracy wyjścia, wybijamy z metalu elektrony, a ich energia kinetyczna Ek =hf- . Jak będzie zmieniać się liczba elektronów w metalu po upływie długiego czasu?
a) liczba elektronów w metalu zmaleje do zera
b) liczba elektronów w metalu zmaleje do połowy
c) początkowo elektrony będą wybijane z metalu, w rezultacie dodatni ładunek płytki będzie wzrastał aż do momentu, gdy energia kinetyczna elektronów opuszczających metal będzie równa e•V (V jest potencjałem płytki) i żaden elektron nie opuści już płytki
d) wybity elektron, opuszczając płytkę, spowoduje wzrost jej potencjału dodatniego, a tym samym przyciągnięcie elektronu swobodnego z otoczenia -liczba elektronów w płytce będzie zawsze stała, równa początkowej i stan ten będzie trwał tak długo, jak długo
płytka będzie oświetlana
1.19. Na rysunku 1.3. pokazana jest zależność energii kinetycznej EK
elektronu od częstotliwości światła padającego na powierzchnię pewnego metalu i wybijającego z niego elektrony. Na podstawie tego wykresu można stwierdzić, że:
E, [eV]
a) tylko fale elektromagnetyczne o długościach < 600 nm wywołują w tym metalu zjawisko fotoelektryczne,
b) tylko fale elektromagnetyczne o długościach = 600 nm wywołują w tym metalu zjawisko fotoelektryczne,
c) tylko fale elektromagnetyczne o długościach > 600 nm wywołują w tym metalu zjawisko fotoelektryczne,
d) każda fala elektromagnetyczna padająca na powierzchnię tegometalu wywołuje w nim efekt fotoelektryczny.
1.20. Na powierzchnię metalu pada strumień światła o długości fali = 500 nm i mocy P= 6 W. Jakie natężenie ma prąd strumienia elektronów wybijanych z metalu przez fotony, jeżeli tylko k= 5% fotonów padających na powierzchnię metalu powoduje emisję elektronów?
1.21. Jaki jest pęd fotonu o długości fali = 2,5 nm?
1.22. Jaki jest pęd fotonu w wiązce światła o częstotliwości f = 5-1014 Hz?
1.23. Jaką częstotliwość f powinna mieć fala elektromagnetyczna, aby foton tego promieniowania miał masę równą masie elektronu me = 9,1 –10-31 kg?
1.24. Jaka jest długość fal idę Broglie'a elektronu przyspieszonego napięciem U=100V?
1.25. Jaka jest częstotliwość f fali materii związanej z elektronem o energii kinetycznej EK = 10 eV? Masa elektronu me, =9,1-10-31 kg.
1.26. Zielone światło o częstotliwości f= 6 –1014 Hz oświetla płytkę.Jaki jest stosunek długości fali światła padającego do długości fali materii wybijanych elektronów? Masa elektronu me = 9,1-10-31 kg, stała Plancka h = 6,63-10-34 Js, praca wyjścia elektronu z materiału, z którego wykonana jest płytka, wynosi
= 3,725-10-19 J.
1.27. Z ruchem elektronu związana jest fala materii o długości B = 0,20 nm. Z jaką szybkością porusza się ten elektron? Masa elektronu me = 9,1-10-31 kg, stała Plancka h= 6,63-1034 Js.
1.28. Proton porusza się z szybkością v = 4,6-104. Jaka jest długość fali materiiB związana z ruchem tego protonu? Masa protonu m =1,672-1027 kg.
1.29. Jaka energia kinetyczna zgromadzona jest w impulsie świetlnym zawierającym n = 1020 fotonów o długości fali = 450 nm?
1.30. Ile fotonów o długości fali= 10 nm ma masę całkowitą m = 0,5 g?
1.31. Foton o długości fali 0 =25 pm zderza się z cząstką elementarną przekazując jej ∆E= 2,5 eV energii. Jaka będzie względna zmiana długości fali fotonu?
1.32. Elektron będący w spoczynku został przyspieszony przez jednorodne pole elektryczne o różnicy potencjałów U = 50 V. Jaka jest długość fali materii stowarzyszonej z tym elektronem, gdy opuści on pole elektryczne? Masa elektronu me = 9,1 –10-31 kg, a jego
ładunek -e =-1,6-10-19 C.
1.33. Jaki jest stosunek szybkości elektronu do szybkości neutronu (znacznie mniejszych od szybkości światła), jeżeli długości fal materii stowarzyszonych z ruchem tych cząstek są jednakowe? Stosunek masy protonu do masy elektro-
n= 1838.
WIDMA PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
► 2.1. Na jakiej wielkości fizycznej, związanej z ruchem elektronu po orbicie wokół jądra ,oparł Bohr swoja teorię orbit dozwolonych w atomie?
a) masie jądra atomu
b) energii kinetycznej elektronu
c) energii potencjalnej elektronu
d) momencie pędu elektronu
► 2.2 Jaka jest zależność między okresem T obiegu elektronu po orbicie w atomie wodoru a częstotliwością jego promieniowania?
a) nie ma żadnej
b) jest wprost proporcjonalna
c) jest odwrotnie proporcjonalna
d) jest proporcjonalna do 72
► 2.3. Ile kwantów energii może wypromieniować atom wodoru, którego elektron znajduję się na trzeciej orbicie?
a) 0 kwantów
b) 1 kwant
c) 2 kwanty
d) 3 kwanty
► 2.4. Jaką energię ma elektron znajdujący się na trzeciej orbicie w atomie wodoru?
► 2.5. Jaka energia nazywana jest energią jonizacji atomu znajdującego się w stanie podstawowym?
a) energia kinetyczna atomu
b) energia przejścia elektronu z orbity na orbitę
c) jeden kwant energii
d) energia wiązania elektronu
...
tomas92