6,Задание с6
Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода . Фотокатод облучают светом с длиной волны . При каком напряжении между анодом и катодом фототок прекращается?
Решение.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: (1). Условие связи красной границы фотоэффекта и работы выхода: (2). Выражение для запирающего напряжения — условие равенства максимальной кинетической энергии электрона и изменения его потенциальной энергии при перемещении в электростатическом поле: (3). Решая систему уравнений (1), (2) и (3), получаем: . Ответ: .
7,Задание с6
Предположим, что схема нижних энергетических уровней атомов некоего элемента имеет вид, показанный на рисунке, и атомы находятся в состоянии с энергией . Электрон, столкнувшись с одним из таких покоящихся атомов, в результате столкновения получил некоторую дополнительную энергию. Импульс электрона после столкновения с атомом оказался равным . Определите кинетическую энергию электрона до столкновения. Возможностью испускания света атомом при столкновении с электроном пренебречь.
Решение.
Если при столкновении с атомом электрон приобрел энергию, то атом перешел в состояние . Следовательно, после столкновения кинетическая энергия электрона стала равной , где — энергия электрона до столкновения; отсюда: . Импульс p электрона связан с его кинетической энергией соотношением , или , где m — масса электрона. Следовательно, . Ответ: .
8,Задание с6
Предположим, что схема нижних энергетических уровней атомов некоего элемента имеет вид, показанный на рисунке, и атомы находятся в состоянии с энергией . Электрон, столкнувшись с одним из таких атомов, в результате столкновения получил некоторую дополнительную энергию. Кинетическая энергия электрона до столкновения равнялась . Определите импульс электрона после столкновения с атомом. Возможностью испускания света атомом при столкновении с электроном пренебречь, до столкновения атом считать неподвижными.
Решение.
Если при столкновении с атомом электрон приобрел энергию, то атом перешел в состояние . Следовательно, после столкновения кинетическая энергия электрона стала равной , где — энергия электрона до столкновения; отсюда: . Импульс p электрона связан с его кинетической энергией соотношением , где m — масса электрона. Следовательно, , . Ответ: .
9,Задание с6
На рисунке представлены энергетические уровни электронной оболочки атома и указаны частоты фотонов, излучаемых и поглощаемых при переходах с одного уровня на другой. Какова длина волны фотонов, поглощаемых при переходе с уровня на уровень если , , .
Решение.
Частота фотона, испускаемого или поглощаемого атомом при переходе с одного уровня энергии на другой, пропорциональна разности энергий этих уровней: . Поэтому запишем: . Отсюда: . Ответ: .
10,Задание с6
У самой поверхности воды в реке летит комар, стая рыб находится на расстоянии 2 м от поверхности воды. Каково максимальное расстояние до комара, на котором он еще виден рыбам на этой глубине? Относительный показатель преломления света на границе воздух-вода равен 1,33
Решение.
Рыба видит комара, если существует световой луч от него, который, переломившись на границе раздела воздух — вода, попадет ей в глаз. Вода — среда оптически более плотная чем воздух, поэтому угол преломления всегда меньше, чем угол падения. Так как комар, находится над самой водой, максимальное расстояние между комаром и рыбой определяется максимальным углом преломления, который можно найти при помощи закона преломления Снеллиуса: . Из рисунка видно, что расстояние между комаром и рыбой равно .