Сборник задач по общему курсу физики - Волькенштейн В.С.
Скачать (прямая ссылка):
' 19.11. В работе А. Г. Столетова «Актино-электрические исследования» (1888 г.) впервые были установлены основные законы фотоэффекта. Один из результатов его опытов был сформулирован так: «Разряжающим действием обладают лучи самой высокой преломляемости с длиной волны менее 295 нм». Найти работу выхода А электрона из металла, с которым работал А. Г. Столетов.
19.12. Найти длину волны Х0 света, соответствующую красной границе фотоэффекта, для лития, натрия, калия и цезия.
19.13. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла Х„=275 нм.. Найти минимальную энергию е фотона, вызывающего фотоэффект.
19.14. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла Х0=275 нм. Найти работу выхода А электрона из металла, максимальную скорость Утах электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны А,= 180нм, и максимальную кинетическую энергию Wmax электронов.
19:15. Найти, частоту v света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов U=3 В. Фотоэффект начинается при частоте света v0=6-1014 Гц. Найти работу выхода А электрона из металла.
19.16. Найти задерживающую разность потенциалов U для электронов, вырываемых при освещении калия светом с длиной волны Х=330 нм.
19.17. При фотоэффекте с платиновой поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов ?/=0,8 В. Найти длину волны % применяемого облучения и предельную длину волны 10, при которой еще возможен фотоэффект.
19.18. Фотоны с энергией е=4,9эВ вырывают электроны из металла с работой выхода А =4,5 эВ. Найти максимальный импульс ртях, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.
19.19. Найти постоянную Планка h, если известно, что электроны, вырываемые из металла светом с частотой
231
»1=2,2*Ю1? Гц, полностью задерживаются'разностью потенциалов {/i=6,6 В, а вырываемые светом с частотой v,= —4,6-101®Гц — разностью потенциалов ?/*== 16,5 В.
19.20. Вакуумный фотоэлемент состоит из центрального катода (вольфрамового шарика) и анода (внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы). Контактная разность потенциалов между электродами U<t*=0,6 В ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещается светом с длиной волны Я=230 нм. Какую задерживающую разность потенциалов U надо приложить между электродами, чтобы фототок упал до нуля? Какую скорость v получат электроны, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом разности потенциалов?
19.21. Между электродами фотоэлемента предыдущей задачи приложена задерживающая разность потенциалов U=1 В. При какой предельной длине волны Я0 падающего на катод света начнется фотоэффект?
19.22. На рис. 65 показана часть прибора, с которым П. Н. Лебедев производил свой опыты по измерению светового давления. Стеклянная крестовина, подвешенная на тонкой нити, заключена в откачанный сосуд и имеет на концах два легких кружка из платиновой фольги. Один кружок зачернен, другой оставлен блестящим. Направляя свет на один из кружков и измеряя угол поворота нити (для зеркального отсчета служит зеркальце S), можно определить световое давление. Найти световое
-J ----("''ч давление Р и световую энергию Е, па-
^ U дающую от дуговой лампы в единицу
Рис. 65. времени на единицу площади кружков.
При освещении блестящего кружка отклонение зайчика а—76 мм по шкале, удаленной от зеркальца на расстояние 6=1200 мм. Диаметр кружков d=5 мм. Расстояние от центра кружка до оси вращения /=9,2 мм. Коэффициент отражения света от блестящего кружка р=0,5. Постоянная момента кручения нити (M=ka) k=2,2-l'O"11 Н-м/рад.
19.23. В одном из опытов П. Н. Лебедева при падении света на зачерненный кружок (р=0) угол поворота нити был равен а ==10'. Найти световое давление Р и мощность N падающего света. Данные прибора взять из условия задачи 19.22,
6-
19.24. В одном из опытов П. Н. Лебедева мощйость падающего на кружки монохроматического света (А,=560 нм) была равна N—8,33 мВт. Найти число фотонов /, падающих в единицу времени на единицу площади кружков, и импульс силы FAт, сообщенный единице площади кружков за единицу времени, для значений р, равных: 0; 0,5; 1. Данные прибора взять из условия задачи 19.22.
19.25. Русский астроном Ф. А. Бредихин объяснил форму кометных хвостов световым давлением солнечных лучей. Найти световое давление Р солнечных лучей на абсолютно черное тело, помещенное на таком же расстоянии от Солнца, как и Земля. Какую массу т должна иметь частица в ко-метном хвосте, помещенная на этом расстоянии, чтобы сила светового давления на нее уравновешивалась силой притяжения частицы Солнцем? Площадь частицы, отражающую все падающие на нее лучи, считать равной 5=0,5-10~1* мг. Солнечная постоянная /С== 1,37 кВт/м2.
19.26. Найти световое давление Р на стенки электрической 100-ваттной лампы. Колба лампы представляет собой сферический сосуд радиусом r—Ъ см. Стенки лампы отражают 4% и пропускают 6% падающего на них света. Считать, что вся потребляемая мощность идет на излучение.
