fiz-ekz2sem

Квантовая физика

1)НТ-1 Внешний фотоэффект это:

А) Ускорение электронов под воздействием света.

В) Взаимодействие света с электронами, в результате которого изменяется направление и модуль скорости свободных (внешних) электронов.

*С) Эмиссия электронов из вещества под действием квантов электромагнитного поля.

Д) Увеличение энергии электронов на энергию фотона hν при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом.

2) НТ-1 Внутренний фотоэффект это:

А) Ускорение электронов внутри вещества под воздействием света.

В)Появление носителей электрического тока внутри диэлектриков и полупроводников под воздействием переменного электрического поля в диэлектриках и полупроводниках.

Д)Увеличение энергии отдельных электронов внутри твердых в результате “поглощения ” С последующим их выходом за пределы вещества.

3)НТ-1 Внешний и внутренний фотоэффекты отличаются тем, что:

А) При внешнем – фотоны поглощаются электронами за пределами вещества, а при внутреннем – внутри него.

*В) Внешний характеризуется числом электронов, вылетевших за пределы вещества, а внутренний - количеством дополнительных зарядов – носителей тока, появившихся внутри твердых тел в результате воздействия излучения.

С) У внешнего фотоэффекта имеется граничная частота νmin, а у внутреннего она отсутствует.

Д) У внешнего фотоэффекта квантовый выход η всегда меньше единицы, у внутреннего часто η > 1.

4)НТ-1 Физической причиной фотоэффекта является:

А) Электромагнитное поле передает энергию электронам только отдельными порциями, “квантами”, равными В) Электроны в твердых телах могут приобретать энергию только порциями, квантами.

С) Под воздействием электромагнитного поля электроны совершают вынужденные колебания и при резонансе приобретают необходимую для фотоэффекта энергию.

Д) Электроны, в соответствии с постулатом и Бора, в веществе (в атомах) находятся на выделенных стационарных орбитах, для ухода с которых им требуется энергия min

Найдите все верные утверждения.

5)НТ-3 Если А=const работа выхода электронов из твердого тела ,то соотношение между граничными частотами для внешнего фотоэффекта между металлами νμ 0 и полупроводниками νn 0 имеет вид:

*А) νμ 0 > νn 0 B) νμ 0 < νn 0 C) νμ 0 ≥ νn 0 D) νμ 0 = νn 0

6)НТ- 1 При изучении внешнего фотоэффекта из металла известны частота излучения ν, работа выхода электронов (А), скорость - Vmax. Баланс энергии для процесса имеет вид …

	А=h			mv		2
*А)					m
					2
В) h =А mvm
С) h =А		mv			2
				m
				2
	. =А		mv			2
Д)					m
					2

Ответ:

7)НТ-1 При изучении внешнего фотоэффекта из металла известны длина волны излучения λ, работа выхода электронов А, скорость - Vmax. Баланс энергии для процесса имеет вид…

1

=A eU3

h

mv

2

А)

=А

m

2

c

mv

2

В) h

=А

m

2

С) hc =А

mv

2

m

2

c

mv 2

Д) А h

2

m

Ответ:

3.1)НТ-1 При изучении внешнего фотоэффекта было установлено, что на каждые nν = 103 фотонов в среднем регистрировалось 10 электронов. Квантовый выход (η) для процесса равен… А)2 *В)0.5 С)1 Д)10

Ответ:

3.2НТ-3 Фотокатод, площадью S = 1 cм2 равномерно облучается потоком монохроматического излучения (с частотой ν = 1015 1/с) и интенсивностью I = 10-2 Дж/м2с при этом из катода вылетает в

единицу времени 5104 эл/с. Квантовый выход (η) фотокатода равен η = …

А) 10 1 *В) 510 1 С) 510 2 Д) 10 2

Ответ:

3.3НТ-3 Из фотокатода, равномерно облучаемого потоком излучения частоты ν = 1015 1/с и интенсивностью I = 2*10-2 Дж/м2с, вылетает в единицу времени 2*1010 электронов в секунду. Квантовый выход фотокатода равен η = 6,6*10-3. Площадь фотокатода S равна

А) 10-4 м3 В) 10-2 м2

С) 0,1 см2 D) 2 см2

8)НТ-2

Если известны при фотоэффекте задерживающий потенциал (U3), длина волны излучения λ (λ< λкр) и работа выхода электронов из металла А, то формулу Эйнштейна для фотоэффекта можно записать в виде…

А) eU3=A h c В) eU3=h c A

С) h c =A eU3

c

*Д) h

Ответ:

9). НТ-1Квантовый выход внешнего фотоэффекта это отношение:

А) числа падающих на поверхность вещества фотонов к числу вылетевших из этого вещества электронов.

В) количества вылетевших из вещества электронов к числу поглощенных веществом фотонов. *С) количества вылетевших электронов к числу “поглощенных “ поверхностью фотонов.

2

Д) интенсивности светового потока, направленного на поверхность твердого тела, к числу вылетающих с поверхности электронов в единицу времени.

10)НТ-1

Внешний фотоэффект имеет место, если

А) c

В) 0

С) c0

D) λ –имеет любое значение.

Здесь λ- длина волны излучения, λ0, ν0 – “Красная” граница фотоэффекта.

11)Известно, что в полупроводниках наблюдают как “внешний ” ток так “внутренний”. Если красная граница для внешнего и внутреннего фотоэффекта соответственно равны 0e , oi , то для них имеет место отношение:

А) oe oi *В) oi oe

С) oi oe

Д) ответ зависит от вида проводника.

12)Физическая причина границы фотоэффекта в том, что при взаимодействии со светом:

*А) если интенсивность излучения мала, электроны практически всегда приобретают энергию от поля, поглощая только один фотон.

В) при любой интенсивности поля поглощают только один фотон.

С) совершая вынужденные колебания под действием переменного электрического поля , электроны должны приобрести энергию, большую чем работа выхода(А)

Д) фотоны поля не взаимодействуют с электронами, если h A (работы выхода электрона)

13) НТ-2 Фототок при уменьшении электрического потенциала анода относительно фотокатода

фотоэлемента меняется как:
А)	Δφ B)	Δφ *С)	Δφ

D)

Δφ

14) НТ-2 Фототок при уменьшении электрического потенциала катода относительно анода фотокатода меняется так:

3

А)

Δφ B)

Δφ С)

Δφ

*D) Δφ

15) НТ-1 Основной причиной постепенного уменьшения фототока при увеличении тормозящей разности потенциалов между фотокатодом и анодом фотоэлемента является:

А) Конечная (Т≠ 0) температура фотокатода (электроны в фотокатоде имеют разные случайные скорости в направлении поверхности)

*В) Конечная температура анода фотоэлемента (колебания молекул анода имеют случайные разные амплитуды и неодинаково отталкивают (назад) электроны).

С) Получив энергию hν, электроны, двигаясь к поверхности, теряют ее неодинаково.

D) Приобретаемая порция энергии от фотона конкретным электроном зависит от случайного относительного направления движения фотона и электрона (hν – это максимальная порция энергии).

16) НТ-1 Фотоэффект является:

А) Прямым свидетельством корпускулярных свойств света.

В) Только косвенным свидетельством корпускулярных свойств света С) Свидетельством только квантовых свойств электронов того, что у электромагнитного поля они

должны отбирать энергию они отбирают дискретными порциями (квантами).

D) Только свидетельством выполнения закона сохранения энергии при фотоэффекте.

17) НТ-1 Квантовый выход фотоэффекта η:

А) η < 1 В) 0 ≤ η < 1 C) η ><1

D) 0 ≤ η

18) НТ-1 При hν >A работы выхода квантовый выход фотоэффекта η

А) Всегда меньше единицы, так как “поглотив” фотон hν электрон в процессе движения к поверхности может потерять энергию, большую чем А

В) Обычно меньше единицы, но при hν > 2А может быть η>1

С) Для каждого материала имеет определенное 0<η< 1 значение, не зависящее от частоты.

D) Может быть только меньше единицы и с ростом частоты только уменьшается, так как выход электронов на поверхность происходит из более глубоких слоев вещества.

3.4) НТ-1 Красная граница фотоэффекта для рубидия равна λ0 =5,4 * 10-4 м. Работа выхода (в эВ) равна А=… *А)2.3 В)23 С)2,7 Д)5,4

4

3.5) НТ-1 Задерживающая разность потенциалов, при которой прекращается фототок в фотоэлементе U3 = 1 В. Максимальная скорость фотоэлектронов равна,Vmax =… 105 мс

Ответ: 6

3.6) НТ-2 При освещении фотоэлемента светом с λ = 4,13*10-7м задерживающая разность потенциалов U3

= 1В.

Работа выхода фотокатода А =…эв

Ответ: 2

19) При увеличении интенсивности измерения, падающего на фотокатод, рост фототока обусловлен:

А) Увеличением амплитуды вынужденных колебаний электронов в атомах вещества и к более быстрому их выходу в вакуум В) Ростом энергии фотонов пропорционально интенсивности света

С) Большему в среднем числу фотонов, поглощаемых одновременно отдельными электронами *Д) увеличением числа электронов, энергия которых больше работы выхода (А) т.к. интенсивность света пропорциональна “ концентрации” фотонов ,падающих в вещество.

20) НТ-1Красная граница фотоэффекта это:

А) определенная интенсивность э м, начиная с которой возникает фотоэффект *В) некоторая линейная чистота Э.м. излучения, начиная с которой возникает фотоэффект

С) некоторая минимальная длина волны излучения, после которой фотоэффект не наблюдается Д) некоторое минимальное значение работы выхода электронов, определяющее начало возникновения фотоэффекта при заданной интенсивности Э.м. излучения

21) НТ-2 Установите все возможные соответствия между графиками и параметрами фотоэффекта. Вольтамперная характеристика фотоэлемента для некоторых исходных данных Iν1-интенсивности облучения, квантового выхода η, для частоты ν1, приведена на рис 1

Рис.1

А)

B)

C) D)

A)ν2 = 2ν1, Iν2= Iν1

η2 =2η2

В) ν2 = 2ν1, Iν2= Iν1

η2 =η1

5

С) ν2 = ν1, Iν2= 2Iν1

η2 =η1

D) ν2 = 2ν1, Iν2= 2Iν1

η2 =η1

Ответ: А-А В-С С-В Д-Д

22) НТ-2 На рисунке приведена вольтамперная характеристика фотоэлемента при его облучении на частоте ν.

Аналитические выражения для максимального числа электронов, покидающих в единицу времени фотокатод(в системе СИ) и работы выхода имеют вид

	dN	… А=…
	dt

А) eI 10 6 , h eU3

В) eI , h eU3

С) eI 10 6 , eU3

Д) eI , eU3 ,

Где e=1.610-19кл

Ответ:

23) НТ-2 На рисунке приведены зависимости задерживающего напряжения для фотоэлектронов от частоты облучающего фотокатода света.

					ν
		ν1		ν2
	Если обозначить работу выхода фотокатода –А, то эти зависимости описываются формулой U3 =
	А)	h A		В)	A h	*С)	h A	Д) h A
		e			e		e

24) HT-1 На рисунке приведены зависимости задерживающего напряжения для фотоэлектронов от частоты облучающего два фотокатода света.

Прямые пересекают ось абсцисс при разных значениях ν потому, что

6

А) Квантовые выходы η2 = 2η1

В) Интенсивности света для фотокатодов I2 = 2I1 C) Работы выхода фотокатодов А2 = 2А1

D) Для выхода фотоэлектронов из фотокатода 2 нужна в 2 раза большая энергия, чем для первого.

25) НТ-2 На рисунке приведены зависимости задерживающего напряжения для фотоэлектронов от частоты облучающего два фотокатода света.

ν1 ν2= 2ν1

Наклон прямых одинаков, так как тангенс угла наклона определяет А) Отношение, he , где h- постоянная Планка.

В) Угол, под которым фотоны “падают” на поверхность фотокатодов, одинаковый для приведенных прямых.

С) Работу выхода фотокатодов, откуда следует А1= А2.

D) Среднюю тепловую энергию электронов 3/2 kT и Т1= Т2.

26) Если отношение частот для прямой границы фотоэффекта двух фотокатодов равно	1	=3 и работа
	2
выхода второго равна 2ЭВ, то работа выхода A1 =......ЭВ
Ответ:6
27) Если отношение частот для прямой границы фотоэффекта двух фотокатодов равно	2	=3 и работа
	1

выхода второго равна 2ЭВ, то работа выхода A1 =......ЭВ Ответ:6

28)Известно, что зависимость задерживающего потенциала( U3 ) от частоты для конкретных фотонов является линейной функцией координат (рис).Для разных фотонов tg

*А) Константа, равная

h

e

В) Константа, равная

e

h

С) зависит от работы выхода tg Ae

Д) определяется температурой фотокатода и работой выхода tg = kTeA h

29) НТ-1 Электромагнитное поле с частотой ν в некоторой области пространства имеет интенсивность Iνю Концентрация фотонов в этой области равна nν = …

А)

Iv

*В)

I

С)

hcv

Д)

I

c

hcv

I

hc

hv

30) НТ-1

Импульс, переносимый фотоном частоты ν равен рν =

А)

cv

В) hvc

С)

hv

Д)

m c

( m

- масса фотона)

h

c

v

v

31)

НТ-1

Импульс переносимый фотоном, которому соответствует длина волны – λ,равен рν =

7

*А)	h	В) h	2	С)	c	h	Д) h c

32) НТ-1 Рассеяние электромагнитных волн на любых свободных покоящихся микрочастицах всегда сопровождается уменьшением частоты (увеличение длины волны рассеянного излучения). Это явление называют эффектом… Ответ: Комптона

33) НТ-1 Увеличение длины волны рассеянного электромагнитного излучения на свободных электронах можно объяснить:

А) С помощью теории относительности Эйнштейна.

В) Гравитационным притяжением фотонов к электронам.

С) Только с помощью квантовой теории электромагнитного поля.

D) привлекая просто классические представления о вынужденных колебаниях электронов в переменном электромагнитном поле и законы сохранения импульса и энергии.

34) НТ-2 Изменение длины волны электромагнитного поля Δλ в результате эффекта Комптона на свободных микрочастицах:

А) Не зависит от частоты поля В) Не зависит от массы частиц С) Растет с увеличением частоты

D) Уменьшается с ростом массы частиц Выберите все неверные ответы Ответ: В,С

35) НТ-2 Изменение длины волны электромагнитного поля Δλ в результате эффекта Комптона на свободных микрочастицах:

А) Не зависит от массы частиц (m)

В) Уменьшается с ростом угла рассеяния С) Увеличивается с ростом массы частиц D) пропорционально 1/m

Выберите все неверные ответы Ответ: А,В,С

36)НТ-2 Для эффекта Комптона составьте все верные соответствия с учетом того, что

= cmh (1 cos ) изменение длины волны рассеянного излучения

А) 1. Растет с ростом частоты поля 2. Не зависит от частоты

В) 1. Не зависит от угла рассеяния 2. Увеличивается с ростом

Δυ ~ 3. Уменьшается с ростом

С) 1. Растет с увеличением массы m рассевающей частицы

2.Не зависит от m

3.Обратно пропорциональна m

D) 1. Пропорциональна постоянной Планка “h”

2.Не зависит от h

3.~ 1/h

Ответ: А1,В2,С3,Д1

37)НТ-1 Формула, количественно описывающая эффект Комптона имеет вид: mch (1 cos ) ,

Установите возможные соответствия между правым и левым столбцами А) постоянная планка В) прицельный параметр

8

С) диапазон6 длин волн рассеиваемого измерения Д) скорость рассеянного электрона

E) изменения длины волны в результате рассеяния F) скорость света

G) угол между направлением рассеянных частицы и излучением

H) угол, под которым наблюдается расстояние излучения относительно первоначального направления I) масса фотона

K) масса частицы

А)

В) h С) m Д) c Е)

Ответ: В-А, А-Е, С-К, С-F? E-H

38) НТ-1 Спектры излучения возбужденных атомов являются:

А) Линейчатыми В) Сплошными С) Полосатыми

D) Могут быть любыми, так как зависят от их внутренней структуры атомов.

39) НТ-1 Спектральные серии (серии линий) излучения атомов это - совокупность линий (частот) излучения, образующихся при переходах:

А) Атома из определенного возбужденного состояния на все доступные состояния с меньшей энергией.

В) Одного, двух и т.д. возбужденных электронов в атомах в свое основное состояние.

С) Возбужденного в атоме электрона из любого стационарного возбужденного состояния в определенное состояние с более низкой энергией, в том числе и основное состояние.

D) Возбужденного в конкретное состояние электрона ступенчато (с излучением) в энергетические более низкие состояния вплоть до реализации невозбужденного атома.

40) НТ-1	Условие “частот излучения Бора” для атомов при переходах из состояния i в состояние f имеет
вид:
*А) hvif =i f		В) h vi vf =i f	С) vif =h i f	Д) vif =	i		f 2
							h	2
41) НТ-2	Спектральные “термы” для атома водорода записывают в виде: T (n)						R
							n2

А) Rω = const; n – принимает любые действительные значения * В) Rω = const; n N-натуральный ряд чисел

С) Rω = Rω(ε) – функция энергии атома (частоты излучения), n = 1,2,3 D) n= const; R = 1,2,3

	42) НТ-1 Спектральные термы в атоме водорода могут быть записаны в виде T (n)	R	,	n = 1,2,3..
		n2

Частота излучения в любой спектральной серии водорода при переходе из состояния к в состояние l равна

ωkl

= …

k l k l

R k R l

R k

R l

1

1

А)

В)

*С) R

Д) R

2

2

h

2

k

2

l

2

2

l

2

l

k

k

Ответ:

43)

НТ-2 Частота спектральной линии в атоме водорода для перехода k 1 k имеет вид:

2R 2k 1

А)

k kH 2

9

В) 1 2(2k 1 )

R k(kH )2

С) 2k (k 1)2 k(2k 1)

R(2k 1)

* D) k 2 (kH )2

44)HT-2 частота спектральной линии излучения из атома водорода для перехода, определяемого
термами T (n) , T (n 2) , n 2,n равна
	R h2		1 4(n 1)				R 4(n 1)		R 2(2n 1)
А)		В)				*С)		Д)
	(n 2)2 4(n 1)				(n 2)2 n2		n2 (n 2)2
			R						n2 (n 2)2

45)HT-2 Частота спектральной линии излучения из атома водорода, определяемая разностью
термов T (n) , T (n 3) , n 3,n равна:
*А)	3R (2n 3)	В)	2R (n 3)		С)	1 3(2n 3)			Д)	3R (n 1)
	(n 3)2 n2		3(n 3)2 n2			R (n 3)2 n2				(n 3)2 n2

46) Квантовые(корпускулярные) свойства электростатического поля проявляются в том, что оно на частоте

А) излучается из вещества порциями энергии, кратной h , а поглощается только порциями h *В) изменяется и поглощается только порциями, равными h

С) излучается и поглощается всегда порциями, кратными h ( nh , где n N )

Д) излучается и поглощается дискретными порциями энергии поля nh , где n любое действительное число 47)НТ1в соответствии с классической теорией, некоторое наблюдение в опыте электромагнитное поле

имеет длину волны . Вектор импульса, переносимый каждым квантом(фотоном) электрического поля, равен:

	k
А)							В)	c		ep	где ep -направление фазовой скорости волны
		где -плотность энергии в волне						h
С)	c ep						Д)		ep
Укажите все неверные ответы
Ответ: С
48)НТ1 Если переносимый фотонами импульс равен										p то длина волны электромагнитного
излучения, представляющая совокупность таких фотонов, равна:
А)		*В)	h		С)	p					Д) ph
	p		p			h

49) НТ1 Если фотоны некоторого электромагнитного поля имеют импульс p , то частота этого поля равна:

	А)	h	В)	h	*С)	pc	Д)	p
		p		pc		h		ch

50)НТ2 При прохождении очень слабого электрического излучения через маленькую диафрагму (рис. d ) на экране (Э) измерение может быть одновременно обнаружено(зафиксировано) чувствительным приемником:

А) во всех точках экрана

В) Лишь в интервале d (напротив диафрагмы)

*С) Лишь в каком то малом элементе экрана, рассоложенном “случайным” образом относительно точки “ O ”

10