Treść zadania
Autor: Dominika_220 Dodano: 31.1.2017 (17:49)
BŁAGAM O POMOC!!!!
Zad 1
Świetlówka ma moc 20W i sprawność 25% tzn zmienia w energie światła widzialnego 25% zużytej energii elektrycznej. Oblicz ile fotonów światła widzialnego wysyła ta świetlówka w czasie 1 sekundy. Przyjmij że średnia energia fotonów odpowiada energii fotonu światła widzialnego.
Zad 2
Zaobserwowano że efekt fotoelektryczny dla pewnego metalu zachodzi tylko dla promieniowania o długości fali poniżej 300 nm. Jaka jest praca wyjścia tego metalu?
Zad 3
W przypadku rubinu zjawisko fotoelektryczne zachodzi zarówno dla wiatła zielonego jak i niebieskiego. Dla której z tych barw światła predkość wybitych elektronów jest większa? Uzasadnij odpowiedź.
Zad 4
Oblicz minimalną częstotliwość światła dla której zachodzi efekt fotoelektryczny dla arsenu oraz prędkość elektronów wybijanych przez to promieniowanie.
Zad 5
Oblicz prędkość elektronów wybijanych ze strontu przez promieniowanie o długosci fali 200nm
Zadanie jest zamknięte. Autor zadania wybrał już najlepsze rozwiązanie lub straciło ono ważność.
Rozwiązania
0 odpowiada - 0 ogląda - 1 rozwiązań
0 0
antekL1 5.2.2017 (22:02)
[ Czytaj proszę znaczek ^ jako "do potęgi". Np: 10^3 = 10 do potęgi 3 = 1000 ]
[ Z tablic bierzemy następujące stale, które mogą się przydać:
h = 6,63 * 10^(-34) J * s - stała Plancka
c = 3 * 10^8 m/s - prędkość światła
e = 1,6 * 10^(-19) C - ładunek elektronu (jak też liczba do zamiany eV na dżule)
m = 9,1 * 10^(-31) kg - masa elektronu ]
========================================
Zad. 1.
Rzeczywista ilość energii wysyłana przez żarówkę w ciągu sekundy wynosi:
E = 25% * 20 W * 1 s = 5 J
Przyjmijmy, ze światło widzialne odpowiada długości fali lambda = 600 nm,
czyli 600 * 10^(-9) m
Energia Ef fotonu takiego światła wynosi [ oznaczenia h, c - jak na początku ]
Ef = h c / lambda = 6,63 * 10^(-34) * 3 * 10^8 / [ 600 * 10^(-9) ] = 3,315 * 10^(-19) J
Dzielimy energię E żarówki przez Ef
Ilość fotonów N = E / Ef = 5 / [ 3,315 * 10^(-19) ] = około 1,5 * 10^19
Wynik może różnić się od odpowiedzi, bo długość fali może być nieco inna.
========================================
Zad. 2.
Praca wyjścia W jest równa energii fotonu o długości fali lambda = 300 nm,
czyli 300 * 10^(-9) m
W = h c / lambda = 6,63 * 10^(-34) * 3 * 10^8 / [ 300 * 10^(-9) ] = około 6,63 * 10^(-19 J
(odpowiada to 6,63 * 10^(-19) / [ 1,6 * 10^(-19) ] = 4,14 eV
========================================
Zad. 3.
Większa jest prędkość elektronów dla światła niebieskiego.
Ma ono mniejszą długość fali, przez co energia fotonu tego światła,
określana wzorem Ef = h c / lambda jest większa.
Ponieważ stała część energii fotonu idzie na pracę wyjścia
to w wypadku światła niebieskiego zostaje więcej energii nadającej elektronowi
większą energię kinetyczną, a więc i większą prędkość.
========================================
Zad. 4.
W sieci znalazłem informację, że praca wyjścia dla arsenu to W = 5,1 eV.
Graniczna częstotliwość f musi spełniać równanie:
W = h f ; stąd f = W / h.
Przeliczamy eV na dżule mnożąc przez 1,6 * 10^(-19). Dostajemy:
f = 5,1 * 10^(-19) / [ 6,63 * 10^(-34) ] = około 1,23 * 10^15 Hz
Przy tej częstotliwości cała energia fotonu idzie na pracę wyjścia i prędkość elektronów jest zerowa
========================================
Zad. 5.
W sieci znalazłem pracę wyjścia dla strontu: W = 2,6 eV.
Przeliczamy to na dżule mnożąc przez 1,6 * 10^(-19). Dostajemy:
W = 2,6 * 1,6 * 10^(-19) = 4,16 * 10^(-19) J
Foton o długości fali 200 nm (czyli 200 * 10^(-9) m ) ma energię Ef równą:
Ef = h c / lambda = 6,63 * 10^(-34) * 3 * 10^8 / [ 200 * 10^(-9) ] = 9,945 * 10^(-19) J
Różnica Ef - W zamienia się w energię kinetyczną Ek elektronu.
Ek = 9,945 * 10^(-19) - 4,16 * 10^(-19) = 5,785 * 10^(-19) J
Zapisujemy energię kinetyczną jako:
Ek = (1/2) m v^2 ; gdzie m - masa elektronu, v - szukana prędkość. Liczymy v.
v = pierwiastek (2 Ek / m) ; wstawiamy dane
v = pierwiastek [ 2 * 5,785 * 10^(-19) / [ 9,1 * 10^(-31) ]
v = około 1,13 * 10^6 m/s = 1130 km / s
Jest to zaledwie niecałe 0,4% prędkości światła więc obliczenia można prowadzić bez uwzględniania efektów relatywistycznych.
========================================
Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie