№1. Как следует изменить расстояние от лампы до фотоэлемента, чтобы сила фототока увеличилась в 2 раза? сила фототока пропорциональна числу фотонов площадь сферы пропорциональна квадрату расстояния на единицу площади сферы приходит число фотонов обратно пропорционально площади сферы, обратно пропорционально квадрату расстояния I ~ N ~ 1/S ~ 1/r^2 I1 =k/r1^2 I2 =k/r2^2 I2/I1=(k/r2^2) / (k/r1^2) = (r1/r2)^2=2 (r1/r2)^2=2 (r1/r2)=корень(2) r2=r1/корень(2) - расстояние надо уменьшить в корень(2) раз ( ~ 1,41 )
№2. В опыте по фотоэффекту на пластину падает свет с длинной волны 420 нм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определите работу выхода электронов с поверхности пластины.
hv=eU+Aвых+Eкинетич - закон сохр энергии если Eкинетич=0 (не хватает энергии) hv=eUмах+Aвых
на проволоку действуют 2 силы: сила тяжести и сила поверхностного натяжения. эти силы направлены вниз. они обе (их равнодействующая) удерживают проволоку. чтобы оторвать проволоку, надо приложить силу, которая направлена вверх и равна по значению этим двум силам (их равнодействующей).
сила фототока пропорциональна числу фотонов
площадь сферы пропорциональна квадрату расстояния
на единицу площади сферы приходит число фотонов обратно пропорционально площади сферы, обратно пропорционально квадрату расстояния
I ~ N ~ 1/S ~ 1/r^2
I1 =k/r1^2
I2 =k/r2^2
I2/I1=(k/r2^2) / (k/r1^2) = (r1/r2)^2=2
(r1/r2)^2=2
(r1/r2)=корень(2)
r2=r1/корень(2) - расстояние надо уменьшить в корень(2) раз ( ~ 1,41 )
№2. В опыте по фотоэффекту на пластину падает свет с длинной волны 420 нм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов 0,95 В. Определите работу выхода электронов с поверхности пластины.
hv=eU+Aвых+Eкинетич - закон сохр энергии
если Eкинетич=0 (не хватает энергии)
hv=eUмах+Aвых
Aвых = hv-eUмах=hс/L-eUмах=6,63*10^(-34)*3*10^8)/(420*10^(-9))-1,6*10^(-19)*0,95 Дж ~ 3,2*10^(-19) Дж ~ 2 эВ
№3. Найдите работу выхода электрона из металла, если фотоэффект начинается при частоте падающего света 6*10^14Гц.
hv=Aвых+Eкинетич - закон сохр энергии
hv=Aвых
Aвых = hv=6,63*10^(-34)*6*10^14 Дж ~ 3,978 10^(-19) Дж = 2,48625 эВ ~ 2,5 эВ
F(сила отрыва) = 7,1 × 10^(-3) Н
Объяснение:
дано:
l = 3 см
m = 0,5 г
вода
найти:
F(сила отрыва)
на проволоку действуют 2 силы: сила тяжести и сила поверхностного натяжения. эти силы направлены вниз. они обе (их равнодействующая) удерживают проволоку. чтобы оторвать проволоку, надо приложить силу, которая направлена вверх и равна по значению этим двум силам (их равнодействующей).
вектор F(сила тяжести) + вектор F(сила поверхностного натяжения) = вектор F(сила отрыва)
силы действуют по одной прямой:
F(сила отрыва) = F(сила тяжести) + F(сила поверхностного натяжения)
F(сила тяжести) = m × g
g - ускорение свободного падения,
g = 9,8 м/с^2
F(сила поверхностного натяжения) = сигма × l
сигма - коэффициент поверхностного натяжения,
сигма = 73 × 10^(-3) Н/м
общая формула:
F(сила отрыва) = m × g + сигма × l
1 см = 10^(-2) м
3 см = 3 × 10^(-2) м
1 г = 10^(-3) кг
0,5 г = 0,5 × 10^(-3) кг
F(сила отрыва) = 0,5 × 10^(-3) × 9,8 + 73 × 10^(-3) × 3 × 10^(-2) = 4,9 × 10^(-3) + 2,2 × 10^(-3) = 7,1 × 10^(-3) Н
проверим размерности:
кг × м/с^2 + Н/м × м = Н