Квант энергиясы электронның тыныштық энергиясяна тең электромагниттік сәуле шығарудың толқын ұзындығын тап

Фотоэффект есептері
1Д.
Энергиясы 2,8*10-19Дж болатын фотонға сәйкес келетін электромагниттік толқынның ұзындығын тап.
E=hсλ≈710 нм.

1Д.
Толқын ұзындығы 720нм қызыл сәуле толық жұтылған кездегі фотонның иммульсі неге тең: (h=6,62*10-34 Дж.с)
hcλ=m*c2; hλ=p;
p=6,62*10-34Дж.с720*10-9=0,009*10-25=9,2*10-28кг*мс

1Д.
Толық жұтылған кездегі фотондардың иммульсі 3*10-27н.с болатын ультракүлгін сәулесінің толқын ұзындығы. (h = 6,63 *10-34 Дж.с)
p=hλ
λ=hp=6,63 *10-34 Дж.с 3*10-27н.с= 2,21*10-7м=221*10-9м=221нм;

1Д.
Электронның тыныштық массасына (me=9,1*10-31кг) тең массаға ие болу үшін, фотон энергиясы (3*108м/с)
E=m0c2= 9,1*10-31кг*9*1016m2/c2=81,9* 10-15Дж= 82* 10-15Дж;

1 Д'
4. Фотоэффекттінің қандай түрлерін білесіңдер? Түсіндір.
5. Фотонның импульсі қалай өрнектеледі?

2Д.
Энергиясы тыныштық күйден 3,3В потенциалдар айырмасы арқылы үдетілген электронның кенетикалық энергиясына тең болатын фатонның толқын ұзындығын тап. (h=6,6*10-34 Дж.с; e=1,6*10-19 кл.)
E=M; hcλ=e*U;
λ=h*ce*U=6,6*10-34*3*1081,6*10-19кл*3,3В=19,8*10-265,28*10-19=3,75*10-7м;

2Д.
Қызыл түсті сәуле толқын ұзындығы 0,7*10-[6]м үшін фотон массасын тыбыңыз.
(c =3*108 м/с; h=6,63 *10-34 Дж.с)
E=mc2; mc2=hϑ; m= hϑc2;
E=hϑ; mc2=hcλ; m= hcλ ;
m=6,63*10-34Дж.с3*108м/с*0,7*10-6м=3,157*10-36 Дж.с;
н*м2*с2= кг*м2с2*с2;
m = Дж.смс*м=Дж.с2м2=кг*мс2*м*с2м2=кг;

2Д.
Фотонның массасы электронның тыныштық массасына тең болатын сәуленің толқын ұзындығын табыңыз.
(h = 6,63*10-34 Дж.с; m = 9,1*10-[31] кг)
hϑ=mc2; mc2=hcλ; m=hcλ;
m=6,63*10-34 Дж.с3*108м/с*λ= 9,1*10-31кг;
λ=hmc=6,63*10-34 Дж.с9,1*10-31кг*3*108м/с= кг*м2с2*скг* мс=м;

2Д.
Квант энергиясы электронның тыныштық энергиясяна тең электромагниттік сәуле шығарудың толқын ұзындығын тап.
(h = 6,62*10-34 Дж.с; m = 9,1*10-31 кг)
E=mc2; E=hϑ;
hсλ=mc21; λ=hmc;
λ=6,62*10-34 9,1*10-31*3*108м/с=27,3=0,24*10-11м=2,4*10-12м;

2Д'
4. Фотоэффектінің практикалық қолданылуы қандай ?
5. Фотоэффектінің шығу жұмысының формуласы неге тең?

3д.
Электрондардың вольфрамнан шығу жұмысы 4,50 ЭВ. Фотоэлектрондардың ең үлкен жылдамдығы 103 км/c болу үшін вольфрам бетіне түсірілетін жарықтық жиілігін тап.
(1 ЭВ = 1,6*10-19 Дж; m=9,1*10-31 кг; h=6,64*10-34 Дж.с)
E = 4,50 ЭВ*1,6*10-19 Дж = 7,2*10-19 Дж;
hϑ=Аш+m*ϑ22;
ϑ=Аш+m*ϑ22;h=2Аш+m*ϑ22h;
ϑ=2*7,2*10-19+9,1*10-31кг*10-12m2/c22*6,6*10-34Дж.с=14,4*10-19+9,1*10-1913,2*10-34=23,5*10-1913,2*10-34=1,78*1015 Гц
ϑ≈1,8*1015 Гц;

3Д.
Потенциалы 600В өріс нүктесінен ұшып жыққан электронның жылдамдығы 106м/с , ал бағыты өріс күш сызықтарымен бағыттас. Электрон көлік тоқтайтын нүктенің потенциалын анықтаңыз.
(e = 1,6 * 10-19кл; m = 9,1 * 10-31 кг)
e U1-U2=mϑ22; eU1- mϑ22=e*U2; U2=2eU1-mϑ22e;
U2=2*1,6*10-19кл*600В-9,1*10-31*1012м2/c22*1,6*10-19кл=1920*10-19-9,1*10-193,2*10-19=597В;

3Д.
Толқын ұзындығы 450 нм сәуле әсерінен цинкте фотоэффект байқала ма? Цинктен электрондардың шығұ жұмысын тап ( Аш = 4,2 ЭВ; h = 4,136 * 10-14ЭВ*с )
hсλ=Аш;
E=4,136* 10-15ЭВ*с*3*108м/с450*10-9м=0,02757*103≈27,6 ЭВ ≈28 ЭВ ≈0,27*10-1=2,7 ЭВ

3Д.
Электрон үндетуші өрісте потенциалы 200 В нүктеден потенциалы 300 В нүктеге орын ауыстырды. Бастапқы жылдамдығы нөлге тең болса, электронның соңғы алғаш жылдамдығын анықтаңыз.
(e= 1,6 *10-19 кл; mэ=9,1*10-31 кг;)
eU=mϑ22; eU1-eU2=eBU;
U=U1+U2; 2eU1-U2=mϑ2-mϑ02 ; ϑ0=0;
ϑ2=2e(U1-U2)m=2* 1,6 *10-19(100B)9,1*10-31кг=0,35*1014м2/c2
ϑ=0,59*107=5,9м*м/с =5,9*106м/с;

3Д'
4. Фотоэффектіні ашқан және оны зерттеген ғалым кім?
5. Фотонның энергиясы неге тең?