Тема №17 Квантовая физика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

01 Фотоэффект

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №17 квантовая физика (изменение физических величин в процессах, установление соответствия)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#84272Максимум баллов за задание: 2

Фотоэффект наблюдается при падении на фотокатод лазерного луча. Длину волны излучения уменьшают. Определите, как при этом изменится максимальная кинетическая энергия и работа выхода электронов. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-------------------------|-------| |М аксимальная кинетическая |Работа | |--энергия ф-отоэлектронов--|выхода-| | | | ----------------------------------

Показать ответ и решение

Запишем уравнение Эйнштейна:

Eф =A вых +E кин

Энергию фотона найдем по формуле $hc E ф = λ ,$ так как длина световой волны $λ$ уменьшается, работа выхода $Aвых$ постоянна, то максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается.

Работа выхода металла не зависит от падающего на него света.

Ответ: 13

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#84376Максимум баллов за задание: 2

|-------------------------|-------| |М аксимальная кинетическая |Работа | |--энергия ф-отоэлектронов--|выхода-| | | | ----------------------------------

Показать ответ и решение

Запишем уравнение Эйнштейна:

Eф =A вых +E кин

Работа выхода металла не зависит от падающего на него света.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#84981Максимум баллов за задание: 2

Монохроматический свет с энергией фотонов $E ф$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Напряжение, при котором фототок прекращается, равно $Uзап$ . Как изменятся длина волны $λ$ падающего света и модуль запирающего напряжения $Uзап$ , если энергия падающих фотонов $E ф$ увеличится?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------|------------------| | Длина волны λ |М одуль запираю щего | |падающ-его-света-|--напряжения Uзап-| | | | ------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Энергия фотона

hc Eф = -λ ,

так как энергия увеличивается, то длина волны уменьшается.
Уравнение Эйнштейна (фотоэффект):

E ф = A вых+ Ek

Запирающее напряжение:

eUзап = Ek = Eф − Aвых

Запирающее напряжение зависит от энергии фотона, поэтому при увеличении энергии модуль запирающего напряжения увеличивается.

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#91698Максимум баллов за задание: 2

Интенсивность монохроматического светового пучка, освещающего фотокатод, плавно уменьшают, не меняя частоты света. Как изменяются при этом количество фотонов, падающих на поверхность фотокатода в единицу времени, и скорость каждого фотона?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------------------|----------------| | К оличество падающ их |Скорость ф отона| |ф отонов в единицу врем ен и | | | | |--------------------------|----------------| --------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Интенсивность выражается количеством фотонов, прошедших через площадь за некоторое время, следовательно, количество фотонов, падающих на поверхность фотокатода в единицу времени уменьшается.
Скорость выбитых фотонов остается неизменной, так как она зависит от частоты падающего света, а она остается неизменной.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#91819Максимум баллов за задание: 2

Интенсивность монохроматического светового пучка, освещающего фотокатод, плавно увеличивают, не меняя частоты света. Как изменяются при этом количество фотонов, падающих на поверхность фотокатода в единицу времени, и скорость каждого фотона?

|--------------------------|----------------| | К оличество падающ их |Скорость ф отона| |ф отонов в единицу врем ен и | | | | |--------------------------|----------------| --------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Интенсивность выражается количеством фотонов, прошедших через площадь за некоторое время, следовательно, количество фотонов, падающих на поверхность фотокатода в единицу времени увеличивается.
Скорость выбитых фотонов остается неизменной, так как она зависит от частоты падающего света, а она остается неизменной.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#94028Максимум баллов за задание: 2

Монохроматический свет с энергией фотонов $E ф$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Напряжение, при котором фототок прекращается, равно $Uзап$ . Как изменятся длина волны $λ$ падающего света и модуль запирающего напряжения $Uзап$ , если энергия падающих фотонов $E ф$ уменьшится?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|---------------|------------------| | Длина волны λ |М одуль запираю щего | |падающ-его-света-|--напряжения Uзап-| | | | ------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Энергия фотона

hc Eф = -λ ,

так как энергия уменьшается, то длина волны увеличивается.
Уравнение Эйнштейна (фотоэффект):

E ф = A вых+ Ek

Запирающее напряжение:

eUзап = Ek = Eф − Aвых

Запирающее напряжение зависит от энергии фотона, поэтому при уменьшении энергии модуль запирающего напряжения уменьшается.

Ответ: 12

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#94228Максимум баллов за задание: 2

Монохроматический свет с энергией фотонов $Eф$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращается (запирающее напряжение), равно $U зап.$ Как изменятся модуль запирающего напряжения $U зап$ и частота $ν , кр$ соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов $Eф$ уменьшится, но фотоэффект не прекратится?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|--------------------|------------------------------| |М одуль запираю щего| Частота νкр, соответствующ ая | ---напряж-ения-Uзап----«красной границе»-фотоэф-фекта| | | | ----------------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Уравнение Энштейна (фотоэффект):

hν = Aвых+ Ek

Красная граница фотоэффекта:

hνкр = Aвых

Запирающее напряжение:

eUзап = Ek =hν − Aвых

Запирающее напряжение зависит от энергии фотона, поэтому при уменьшении энергии модуль запирающего напряжения уменьшится.
Красная граница фотоэффекта определяется работой выхода и не зависит от энергии фотонов, поэтому «Красная граница» фотоэффекта не изменится.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#95876Максимум баллов за задание: 2

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только зелёный свет, а во второй – только фиолетовый. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение.

Как изменяются длина световой волны и модуль запирающего напряжения при переходе от первой серии опытов ко второй?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

|------------------------|--------------------| | Д лина световой волны, |М одуль запираю щего| | | | |падающ-ей на-фотоэлемент|----напряж-ения-----| -----------------------------------------------

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Изменение частоты световой волны можно найти из фразы «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан», в которой соответствующие цвета расположены в порядке возрастания частот. То есть фиолетовый цвет (буква Ф во фразе) будет иметь большую частоту, чем зеленый (буква З во фразе), то есть частота возрастает от опыта к опыту, а длина, в свою очередь наоборот, уменьшается.

Запишем уравнение Эйнштейна:

Eф =A вых +E кин

Энергию фотона найдем по формуле $Eф = hν,$

Так как длина волны уменьшилась, то энергия фотона увеличилась, значит, увеличилась максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, которая связана с запирающим напряжением через формулу $Eкин = qUзап$ , так как кинетическая энергия увеличилась, то и запирающее напряжение увеличилось.

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#96023Максимум баллов за задание: 2

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только зелёный свет, а во второй – только красный. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение.

Как изменились длина волны света, падающего на фотоэлемент, и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

|--------------------------|-------------------| | Длин а волны света, |Модуль запирающ его | | | | |п-ад-аю-щего-на ф-отоэлем-ент|----напряжения-----| -----------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Изменение частоты световой волны можно найти из фразы «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан», в которой соответствующие цвета расположены в порядке возрастания частот. То есть зеленый цвет (буква З во фразе) будет иметь большую частоту, чем красный (буква К во фразе), то есть частота убывает от опыта к опыту, а длина, в свою очередь наоборот, увеличивается.

Запишем уравнение Эйнштейна:

Eф =A вых +E кин

Энергию фотона найдем по формуле $Eф = hν,$

Так как длина волны увеличилась, то энергия фотона уменьшилась, значит, уменьшилась максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, которая связана с запирающим напряжением через формулу $Eкин = qUзап$ , так как кинетическая энергия уменьшилась, то и запирающее напряжение уменьшилось.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 30#96355Максимум баллов за задание: 2

Как изменились длина волны света, падающего на фотоэлемент, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при переходе от первой серии опытов ко второй?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

|--------------------------|-------------------| | Ч астота волны света, |Модуль запирающ его | | | | |п-ад-аю-щего-на ф-отоэлем-ент|----напряжения-----| -----------------------------------------------|

Источники: Демидова 2019

Показать ответ и решение

Изменение частоты световой волны можно найти из фразы «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан», в которой соответствующие цвета расположены в порядке возрастания частот. То есть синий цвет будет иметь большую частоту, чем зеленый, то есть частота убывает от опыта к опыту, а длина, в свою очередь наоборот, увеличивается.

Запишем уравнение Эйнштейна:

Eф =A вых +E кин

Энергию фотона найдем по формуле $Eф = hν,$

Ответ: 21

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 31#109851Максимум баллов за задание: 2

Установите соответствие между графиками, представленными на рисунках, и законами (зависимостями), которые они могут выражать.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

$PIC$

|--|--| |А-|Б-| -------

Показать ответ и решение

$PIC$

2) зависимость энергии фотона от частоты света имеет линейный характер: $E =h ν$ . Этой зависимости соответствует следующий график

$PIC$

3) зависимость силы фототока от напряжения между электродами при неизменной освещенности представлен на графике Б
4) закон радиоактивного распада описывается формулой $t N = N0 ⋅2−T1∕2$ и представлен на графике А

Ответ: 43

Интенсивы

Глубокий разбор тем, требующих дополнительного внимания

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 32#112370Максимум баллов за задание: 2

$PIC$

|--|--| |А-|Б-| -------

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

1) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света имеет линейный характер с пороговым значением: $Ee = hν − A$ . Этой зависимости соответствует график Б.
2) зависимость энергии фотона от частоты света имеет линейный характер: $E = hν$ . Этой зависимости соответствует следующий график

$PIC$

3) зависимость силы фототока от напряжения между электродами при неизменной освещенности соответствует следующий график

$PIC$

4) закон радиоактивного распада описывается формулой $t N = N0⋅2−T1∕2$ и представлен на графике А

Ответ: 41

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 33#112371Максимум баллов за задание: 2

$PIC$

|--|--| |А-|Б-| -------

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

$PIC$

2) зависимость энергии фотонов от длины волны излучения имеет характер обратной пропорциональности: $hc E = -λ$ . Этой зависимости соответствует график А.
3) зависимость потенциальной энергии взаимодействия фотоэлектронов с ионами металла (работа выхода) от частоты волны падающего света не зависит. Это соответствует графику Б.
4) зависимость энергии фотона от частоты света имеет линейный характер: $E = hν$ . Этой зависимости соответствует следующий график

$PIC$

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 34#112376Максимум баллов за задание: 2

$PIC$

|--|--| |А-|Б-| -------

Источники: Школково. Тренировочные задания

Показать ответ и решение

1) зависимость энергии падающих фотонов от частоты падающего света имеет линейный характер: $E =hν$ . Это соответствует графику А
2) зависимость энергии фотонов от длины волны излучения имеет характер обратной пропорциональности: $E = hcλ$ . Этой зависимости соответствует следующий график

$PIC$

3) зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света имеет линейный характер с пороговым значением: $Ee = hν − A$ . Этой зависимости соответствует следующий график

$PIC$

4) зависимость силы фототока от напряжения между электродами при неизменной освещенности представлен на графике Б

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 35#112696Максимум баллов за задание: 2

Монохроматический свет с энергией фотонов $Eф$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Как изменяется частота падающего света и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, если энергия падающих фотонов $Eф$ уменьшится, но фотоэффект будет наблюдаться?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|Частота падаю-щего|М-акси-мальная ки-нетич-еская| | | | |------света-------|--энерги-я ф-отоэлектронов--| | | | -----------------------------------------------

Источники: ЕГКР 2025

Показать ответ и решение

Энергия фотонов прямо пропорциональна частоте $E =hν$ , т.е. если энергия фотонов уменьшается, то и частота уменьшается (2)
Уравнение Энштейна (фотоэффект):

hν = Aвых+ Ek

А - работа выхода (постоянна величина, если не менять материал пластины. Кинетическая энергия фотоэлектронов пропорциональна энергии падающих фотонов. Если энергия фотонов уменьшается, то уменьшается и кинетическая энергия фотоэлектронов (2)

Ответ: 22

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 36#114733Максимум баллов за задание: 2

Монохроматический свет с энергией фотонов $Eф$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Как изменяется длина волны падающего света и модуль запирающего напряжения, если энергия падающих фотонов $E ф$ уменьшится, но фотоэффект будет наблюдаться?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|Длина-волны-падающ-его|М-одуль-запирающ-его-| | | | |--------света---------|-----напряжения-----| | | | ---------------------------------------------

Источники: ЕГКР 954 Физика 27.03.2025

Показать ответ и решение

Формула связи частоты и длины волны

c ν = λ.

Энергия фотона через длину волны равна

Eф = hc. λ

Поскольку энергия фотона уменьшается, то длина волна увеличивается.
Уравнение Энштейна (фотоэффект):

E ф = A вых+ Ek

Красная граница фотоэффекта:

hνкр = Aвых

Запирающее напряжение:

eUзап = Ek = Eф − Aвых

Модуль запирающего напряжения пропорционален энергии фотона. Поэтому поскольку энергия фотона уменьшается, то модуль запирающего напряжение также уменьшается.

Ответ: 12

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 37#115734Максимум баллов за задание: 2

Монохроматический свет с энергией фотонов $Eф$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Как изменяется длина волны падающего света и работа выхода фотоэлектронов из металла, если энергия падающих фотонов $Eф$ уменьшится, но фотоэффект будет наблюдаться?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|Д-лина волны-падающего-|Работа-выхода-фотоэлектронов-| | | | |---------света----------|---------из-металла----------| | | | ------------------------------------------------------

Источники: Вариант 956 ЕГКР от 25.03.2025

Показать ответ и решение

1)Длина волны, частота и скорость света связаны по формуле:

c ν = λ.

Энергия фотона определяется формулой:

Eф = hc. λ

Поскольку энергия фотона уменьшается, то длина волна увеличивается.
2) Работа выхода фотоэлектронов из металла является характеристикой вещества, поэтому не зависит от энергии фотонов.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 38#117357Максимум баллов за задание: 2

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-----------------------|------------| |Ч астота света, падаю щего|Работа выхода | на ф отолемент | электронов | |-----------------------|------------| --------------------------------------

Показать ответ и решение

Синий цвет имеет большую частоту, чем жёлтый, то есть частота во второй серии опытов будет меньше (2).
Работа выхода фотоэлектронов зависит только от материала фотоэлемента. фотоэлемент не меняли, поэто работа выхода тоже не изменилась (3)

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 39#117367Максимум баллов за задание: 2

На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его частоты. Как меняются в результате этого число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и их максимальная скорость?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

|-----------------|------------------------| |Э нергия падаю щих |М аксимальная кинетическая | | фотонов | энергия фотоэлектронов | |-----------------|------------------------| --------------------------------------------

Показать ответ и решение

Интенсивность лазерного излучения – количество фотонов, прошедших через единицу площади за единицу времени. Значит, при увеличении интенсивности число фотонов увеличится и увеличится число фотоэлектронов (1)

Запишем уравнение Эйнштейна:

E = A +E кин,

где $E$ – энергия фотона, $A$ – работ выхода, $E кин$ – кинетическая энергия фотоэлектронов.
Энергия фотонов равна:

E = hc, λ

где $c$ – скорость света, $λ$ – длина волны. То есть не зависит от интенсивности.
Работа выхода зависит только от металла, следовательно, от интенсивности не зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, а значит и скорость фотоэлектронов не меняется (3).

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 40#124804Максимум баллов за задание: 2

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только синий свет, а во второй - пропускающий только зелёный. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли запирающее напряжение. Определите, как при переходе от первой серии опытов ко второй изменяются следующие физические величины:
1) частота падающего света;
2) длина волны падающего света;
3) энергия фотонов падающего света;
4) работа выхода электронов из материала фотоэлемента;
5) частота и длина волны света, соответствующего красной границе фотоэффекта;
6) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов;
7) максимальная скорость фотоэлектронов;
8) модуль запирающего напряжения

Показать ответ и решение

Синий свет имеет большую частоту, чем зелёный. При переходе от синего к зелёному частота уменьшается.
Длина волны обратно пропорциональна частоте ( $λ= c ν$ ). Поскольку частота уменьшается, длина волны увеличивается.
Энергия фотона прямо пропорциональна частоте. Так как частота уменьшается, энергия также уменьшается.
Работа выхода зависит только от свойств материала, а не от характеристик падающего света. Поэтому она остаётся неизменной.
Частота и длина волны света, соответствующие красной границе фотоэффекта определяется только работой выхода, т.к. онна остаётся постоянной, то частота и длина волны света, соответствующие красной границе фотоэффекта не изменяется.
По закону Эйнштейна:
$Ek =hν − A$
–где $Ek$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, $hν$ — энергия падающего фотона, $A$ — работа выхода материала фотоэлемента. Частота уменьшается, а $A$ постоянна. Следовательно, $Ek$ уменьшается.
Максимальная скорость фотоэлектронов $v$ cвязана с кинетической энергией формулой:
$1 Ek = 2mv2$
Так как $Ek$ уменьшается, то и скорость $v$ уменьшается.
Модуль запирающего напряжения $Uz$ cвязан с $Ek$ соотношением:
$eUz =Ek$
– где $e$ – заряд электрона.
Поскольку $Ek$ уменьшается, модуль запирающего напряжения также уменьшается.