Квантови свойства на светлината

Топлинно излъчване

1. Какво е абсолютно черно тяло?

   • Тяло, което не излъчва нищо
   • Тяло, боядисано в черно
   • Тяло с температура 0 K
   • Тяло, което поглъща цялото падащо върху него лъчение

   Отговор: Тяло, поглъщащо цялото падащо лъчение

   То е и идеален излъчвател; добър модел е малък отвор в затворена кухина.

2. Как се изменя цветът на метална пръчка, когато я нажежаваме все повече?

   • От бял към червен
   • От син към червен
   • От червен към жълт и бял
   • Не се изменя

   Отговор: От червен към жълт и бял

   С растежа на температурата максимумът на излъчването се измества към по-къси вълни.

3. Какво лъчение излъчват главно телата при стайна температура?

   • Видимо
   • Ултравиолетово
   • Инфрачервено
   • Рентгеново

   Отговор: Инфрачервено

   При около 300 K максимумът на излъчването е около 10 μm, в инфрачервената област.

4. Какъв цвят имат звездите с най-висока повърхностна температура?

   • Червени
   • Оранжеви
   • Жълти
   • Синьо-бели

   Отговор: Синьо-бели

   С повишаване на температурата максимумът на излъчването се премества към късите вълни.

5. Кой учен въвежда през 1900 г. идеята, че енергията се излъчва на порции (кванти)?

   • Алберт Айнщайн
   • Макс Планк
   • Нилс Бор
   • Исак Нютон

   Отговор: Макс Планк

   Планк обяснява спектъра на черното тяло с допускането, че E = hν.

6. Как се нарича уредът, който измерва температурата по топлинното излъчване без допир?

   • Манометър
   • Динамометър
   • Хигрометър
   • Пирометър

   Отговор: Пирометър

   Пирометрите (безконтактни термометри) използват зависимостта на излъчването от температурата.

7. Кое не можеше да обясни класическата физика в края на XIX век?

   • Отражението на светлината
   • Пречупването на светлината
   • Закона на Кулон
   • Спектъра на топлинното излъчване на черното тяло

   Отговор: Спектъра на черното тяло

   Класическата теория предсказваше безкрайна енергия при късите вълни („ултравиолетова катастрофа“).

8. Защо тъмните дрехи се нагряват повече на слънце от светлите?

   • Поглъщат повече от падащото лъчение
   • Отразяват повече светлина
   • Излъчват студ
   • Имат по-голяма маса

   Отговор: Поглъщат повече от падащото лъчение

   Тъмните повърхности поглъщат по-голяма част от лъчението и я превръщат в топлина.

9. Как се нарича противоречието, до което води класическата теория на излъчването при късите вълни?

   • Ултравиолетова катастрофа
   • Инфрачервена граница
   • Червено отместване
   • Парников ефект

   Отговор: Ултравиолетова катастрофа

   Класическата теория предсказва безкрайно голяма енергия на излъчване при къси вълни, което Планк преодолява с квантите.

10. При какви температури телата излъчват електромагнитни вълни?

    • Само над 500 °C
    • Само когато светят
    • При всяка температура над абсолютната нула
    • Само над 0 °C

    Отговор: При всяка температура над 0 K

    При стайна температура излъчването е в инфрачервената област.

11. Кое тяло е добър модел на абсолютно черно тяло?

    • Повърхност, боядисана в черно
    • Огледало
    • Парче лед
    • Малък отвор в затворена кухина

    Отговор: Малък отвор в затворена кухина

    Лъчението, влязло през отвора, се отразява многократно вътре и практически не излиза навън.

12. Защо стените на термоса са посребрени?

    • Поглъщат топлината
    • Отразяват топлинното лъчение и намаляват загубите
    • За да изглежда красив
    • Провеждат топлината по-добре

    Отговор: Отразяват топлинното лъчение и намаляват загубите

    Блестящите повърхности излъчват и поглъщат слабо, затова топлообменът чрез лъчение намалява.

13. Температурата на кожата на човек е около 310 K. При каква дължина на вълната е максимумът на излъчването ѝ? (b = 2,9·10⁻³ m·K)

    • ≈ 935 nm
    • ≈ 9,4 μm
    • ≈ 0,94 mm
    • ≈ 94 μm

    Отговор: ≈ 9,4 μm (инфрачервено)

    λ_max = b/T = 2,9·10⁻³/310 ≈ 9,4·10⁻⁶ m.

14. Как се нарича закономерността, че телата, които поглъщат по-добре лъчение, по-добре и излъчват?

    • Закон на Вин
    • Закон на Кирхоф за излъчването
    • Закон на Стефан-Болцман
    • Закон на Хъбъл

    Отговор: Закон на Кирхоф за излъчването

    Според закона на Кирхоф отношението на излъчвателната към поглъщателната способност е еднакво за всички тела при една температура.

15. Какво е космическото реликтово лъчение с температура около 2,7 K?

    • Излъчване на Слънцето
    • Радиосигнали от спътниците
    • Остатъчно топлинно излъчване от ранната Вселена
    • Гама-лъчи от звездите

    Отговор: Остатъчно топлинно излъчване от ранната Вселена

    То е почти идеален спектър на черно тяло с максимум в микровълновата област.

Закони на Стефан и Вин

1. Как зависи мощността на излъчване на абсолютно черно тяло от абсолютната му температура (закон на Стефан-Болцман)?

   • Пропорционална е на T⁴
   • Пропорционална е на T
   • Пропорционална е на T²
   • Не зависи от T

   Отговор: ∝ T⁴

   P = σST⁴, където σ е константата на Стефан-Болцман.

2. Как гласи законът на Вин за отместването?

   • λ_max = bT
   • λ_max/T = b
   • λ_max·T = b
   • λ_max = bT⁴

   Отговор: λ_max·T = b

   Дължината на вълната на максимума е обратно пропорционална на абсолютната температура.

3. Как се отмества максимумът в спектъра на излъчване, когато тялото се нагрява?

   • Към по-дългите вълни
   • Не се отмества
   • Изчезва
   • Към по-късите вълни

   Отговор: Към по-късите вълни

   λ_max = b/T: при по-висока T максимумът е при по-къса вълна.

4. Абсолютната температура на тяло се удвоява. Колко пъти се увеличава мощността му на излъчване?

   • 2 пъти
   • 4 пъти
   • 8 пъти
   • 16 пъти

   Отговор: 16 пъти

   2⁴ = 16.

5. Какъв цвят има звезда с повърхностна температура около 3000 K в сравнение със Слънцето?

   • Синкав
   • Червеникав
   • Виолетов
   • Зелен

   Отговор: Червеникав

   При по-ниска температура λ_max е по-голяма (около 1 μm) и звездата изглежда червеникава.

6. Колко е приблизително константата на Вин b?

   • 2,9·10⁻³ m·K
   • 5,67·10⁻⁸ m·K
   • 6,63·10⁻³⁴ m·K
   • 3·10⁸ m·K

   Отговор: 2,9·10⁻³ m·K

   Законът на Вин е λ_maxT = b ≈ 2,9·10⁻³ m·K.

7. Максимумът в спектъра на Слънцето е около 500 nm. Колко е температурата на повърхността му? (b = 2,9·10⁻³ m·K)

   • ≈ 580 K
   • ≈ 58 000 K
   • ≈ 5800 K
   • ≈ 1450 K

   Отговор: ≈ 5800 K

   T = b/λ_max = 2,9·10⁻³/5·10⁻⁷ = 5800 K.

8. Каква е мерната единица на константата на Стефан-Болцман σ?

   • W/(m²·K⁴)
   • J·s
   • m·K
   • W/K

   Отговор: W/(m²·K⁴)

   От P/S = σT⁴ следва, че σ се измерва в W/(m²·K⁴).

9. Две звезди с еднакви размери са синя и червена. Коя излъчва по-голяма мощност?

   • Червената
   • Синята
   • Еднакво
   • Не може да се каже

   Отговор: Синята

   Синята звезда е по-гореща, а мощността расте като T⁴.

10. Как се изменя λ_max на излъчването, ако абсолютната температура се увеличи 3 пъти?

    • Увеличава се 3 пъти
    • Намалява 81 пъти
    • Не се изменя
    • Намалява 3 пъти

    Отговор: Намалява 3 пъти

    По закона на Вин λ_max·T = const.

11. Каква мощност излъчва 1 m² от абсолютно черно тяло при 1000 K? (σ = 5,67·10⁻⁸ W/(m²·K⁴))

    • ≈ 5,7 W
    • ≈ 57 W
    • ≈ 5,7 MW
    • ≈ 57 kW

    Отговор: ≈ 57 kW

    P = σST⁴ = 5,67·10⁻⁸ · 1 · 10¹² ≈ 5,7·10⁴ W.

12. Какво показва коефициентът ε в P = εσST⁴ за реални тела?

    • Температурата на тялото
    • Площта на тялото
    • Колко пъти тялото излъчва по-малко от черно тяло при същата T
    • Дължината на вълната на максимума

    Отговор: Колко пъти тялото излъчва по-малко от черно тяло при същата T

    За черното тяло ε = 1, а за реалните тела ε < 1.

13. С колко процента приблизително нараства мощността на излъчване, ако абсолютната температура нарасне с 10%?

    • 10%
    • ≈ 46%
    • ≈ 21%
    • 100%

    Отговор: ≈ 46%

    1,1⁴ ≈ 1,46.

14. Защо крушките с нажежаема жичка са неикономични източници на светлина?

    • Жичката е твърде гореща
    • Стъклото поглъща светлината
    • Токът е променлив
    • Максимумът на излъчването им е в инфрачервената област

    Отговор: Максимумът на излъчването им е в инфрачервената област

    При около 3000 K λ_max = b/T ≈ 1 μm, затова по-голямата част от енергията е невидимо топлинно лъчение.

15. Каква е приблизително мощността на излъчване на Слънцето? (T ≈ 5800 K, R ≈ 7·10⁸ m, σ = 5,67·10⁻⁸ W/(m²·K⁴))

    • ≈ 4·10¹⁶ W
    • ≈ 4·10³⁶ W
    • ≈ 4·10²⁰ W
    • ≈ 4·10²⁶ W

    Отговор: ≈ 4·10²⁶ W

    P = 4πR²σT⁴ ≈ 6,2·10¹⁸·5,67·10⁻⁸·1,13·10¹⁵ ≈ 4·10²⁶ W.

Фотони

1. Какво е фотон?

   • Отрицателно заредена частица
   • Ядро на хелия
   • Квант (порция) на електромагнитното лъчение
   • Звукова вълна

   Отговор: Квант на светлината

   Фотонът няма заряд и маса на покой и се движи със скоростта на светлината.

2. Какъв е електричният заряд на фотона?

   • +e
   • −e
   • 0
   • +2e

   Отговор: 0

   Фотонът е електрически неутрален квант на електромагнитното поле.

3. С каква скорост се движат фотоните във вакуум?

   • 3·10⁸ m/s
   • 3·10⁵ m/s
   • 340 m/s
   • Зависи от енергията им

   Отговор: 3·10⁸ m/s

   Всички фотони във вакуум се движат със скоростта на светлината c.

4. Колко е приблизително константата на Планк?

   • 6,63·10³⁴ J·s
   • 1,6·10⁻¹⁹ J·s
   • 6,63·10⁻³⁴ J·s
   • 6,67·10⁻¹¹ J·s

   Отговор: 6,63·10⁻³⁴ J·s

   С нея се пресмята енергията на фотона E = hν.

5. По коя формула се пресмята енергията на фотон с честота ν?

   • E = mc
   • E = hν
   • E = h/ν
   • E = hλ

   Отговор: E = hν

   Енергията на фотона е пропорционална на честотата: E = hν.

6. Каква е масата на покой на фотона?

   • Като на електрона
   • Нула
   • Като на протона
   • 1 eV

   Отговор: Нула

   Фотонът не съществува в покой и няма маса на покой.

7. Каква е енергията на фотон с честота 5·10¹⁴ Hz? (h = 6,63·10⁻³⁴ J·s)

   • ≈ 3,3·10⁻¹⁹ J
   • ≈ 1,3·10⁻⁴⁸ J
   • ≈ 3,3·10⁻²⁰ J
   • ≈ 7,5·10⁴⁷ J

   Отговор: ≈ 3,3·10⁻¹⁹ J

   E = hν = 6,63·10⁻³⁴·5·10¹⁴ ≈ 3,3·10⁻¹⁹ J.

8. По коя формула се пресмята импулсът на фотон с дължина на вълната λ?

   • p = hλ
   • p = λ/h
   • p = hc
   • p = h/λ

   Отговор: p = h/λ

   p = E/c = hν/c = h/λ.

9. Фотоните на коя светлина имат по-голяма енергия?

   • Червената
   • Еднакви са
   • Синята
   • Жълтата

   Отговор: Синята

   Синята светлина има по-голяма честота, а E = hν.

10. Колко пъти енергията на фотон с λ = 400 nm е по-голяма от тази на фотон с λ = 800 nm?

    • 4 пъти
    • 2 пъти
    • Равни са
    • 0,5 пъти

    Отговор: 2 пъти

    E = hc/λ, т.е. е обратно пропорционална на дължината на вълната.

11. Фотон има енергия 2 eV. Каква е дължината на вълната му? (hc ≈ 1240 eV·nm)

    • 620 nm
    • 310 nm
    • 1240 nm
    • 400 nm

    Отговор: 620 nm

    λ = hc/E = 1240 eV·nm / 2 eV = 620 nm (оранжево-червена светлина).

12. Какъв е импулсът на фотон с λ = 663 nm? (h = 6,63·10⁻³⁴ J·s)

    • 10⁻²⁴ kg·m/s
    • 10⁻³⁰ kg·m/s
    • 4,4·10⁻⁴⁰ kg·m/s
    • 10⁻²⁷ kg·m/s

    Отговор: 10⁻²⁷ kg·m/s

    p = h/λ = 6,63·10⁻³⁴/6,63·10⁻⁷ = 10⁻²⁷ kg·m/s.

13. Лазерна показалка с мощност 1 mW свети с λ = 650 nm. Колко фотона излъчва за 1 s?

    • ≈ 3,3·10¹²
    • ≈ 3,3·10¹⁵
    • ≈ 3,3·10¹⁸
    • ≈ 1,5·10¹⁵

    Отговор: ≈ 3,3·10¹⁵

    E_ф = hc/λ ≈ 3,06·10⁻¹⁹ J; n = P/E_ф ≈ 10⁻³/3,06·10⁻¹⁹.

14. Кое явление потвърждава, че фотоните имат импулс и се „сблъскват“ с електрони като частици?

    • Опитът на Юнг
    • Опитът на Ерстед
    • Ефектът на Комптън
    • Опитът на Ръдърфорд

    Отговор: Ефектът на Комптън

    При разсейване на рентгенови фотони от електрони дължината на вълната им нараства, както следва от запазването на импулса и енергията.

15. Лазерен лъч с мощност 1 W се поглъща напълно от плочка. С каква сила натиска светлината плочката?

    • ≈ 3,3·10⁻⁹ N
    • ≈ 3,3·10⁻³ N
    • 1 N
    • ≈ 3·10⁸ N

    Отговор: ≈ 3,3·10⁻⁹ N

    За 1 s се поглъщат фотони с общ импулс E/c, затова F = P/c = 1/3·10⁸ ≈ 3,3·10⁻⁹ N.

Фотоефект

1. Кой учен пръв наблюдава фотоефекта през 1887 г.?

   • Хайнрих Херц
   • Алберт Айнщайн
   • Макс Планк
   • Нилс Бор

   Отговор: Хайнрих Херц

   Законите му по-късно изследва Александър Столетов.

2. Какво е фотоефект?

   • Светене на газ при ток
   • Избиване на електрони от веществото под действие на светлина
   • Нагряване на метал от светлина
   • Разлагане на светлината в призма

   Отговор: Избиване на електрони от веществото под действие на светлина

   При външния фотоефект светлината избива електрони от повърхността на веществото.

3. Какъв заряд придобива изолирана метална пластина, от която светлината избива електрони?

   • Отрицателен
   • Положителен
   • Остава неутрална
   • Сменя се всяка секунда

   Отговор: Положителен

   Пластината губи електрони и в нея остава излишък на положителен заряд.

4. От какво зависи максималната кинетична енергия на фотоелектроните?

   • От интензитета на светлината
   • От честотата на светлината
   • От времето на осветяване
   • От площта на катода

   Отговор: От честотата (и от вида на метала)

   Всеки фотон предава енергията си на един електрон.

5. Кой учен обяснява фотоефекта през 1905 г. с идеята за фотоните?

   • Макс Планк
   • Хайнрих Херц
   • Нилс Бор
   • Алберт Айнщайн

   Отговор: Алберт Айнщайн

   Айнщайн получава Нобелова награда (за 1921 г.) именно за обяснението на фотоефекта.

6. Какво е фотоелемент (фотоклетка)?

   • Лампа, която свети при ток
   • Уред за измерване на температура
   • Уред, който превръща светлината в електричен ток
   • Огледало за светлина

   Отговор: Уред, който превръща светлината в електричен ток

   Светлината избива електрони и във веригата тече фототок.

7. От какво зависи броят на избитите за 1 s електрони (фототокът на насищане)?

   • Само от честотата
   • От цвета на катода
   • От напрежението в мрежата
   • От интензитета на светлината

   Отговор: От интензитета

   По-интензивната светлина носи повече фотони за секунда.

8. Кой български физик открива през 1937 г. фотоелектретното състояние на веществата?

   • Георги Наджаков
   • Асен Йорданов
   • Джон Атанасов
   • Петър Берон

   Отговор: Георги Наджаков

   Академик Георги Наджаков открива, че някои вещества след осветяване в електрично поле остават трайно поляризирани.

9. Кой руски физик изследва подробно законите на фотоефекта в края на XIX век?

   • Дмитрий Менделеев
   • Пьотр Капица
   • Лев Ландау
   • Александър Столетов

   Отговор: Александър Столетов

   Столетов изследва фототока с вакуумен фотоелемент през 1888-1890 г.

10. Какво е „червена граница“ на фотоефекта?

    • Най-малката честота, при която още има фотоефект
    • Най-голямата дължина на вълната на видимата светлина
    • Цветът, при който фотоефектът е най-силен
    • Температурата, при която металът почервенява

    Отговор: Минималната честота на светлината за даден метал

    При по-ниска честота енергията на фотона е по-малка от отделителната работа.

11. Защо при светлина с честота под червената граница фотоефект няма дори при много голям интензитет?

    • Светлината не достига метала
    • Енергията на всеки фотон е по-малка от отделителната работа
    • Електроните са твърде много
    • Металът се нагрява и спира фотоефекта

    Отговор: Енергията на всеки фотон е по-малка от отделителната работа

    Електронът поглъща един фотон; ако hν < A, той не може да излезе, колкото и фотони да падат.

12. Колко бързо започва фотоефектът след осветяването на метала?

    • Практически мигновено
    • След няколко секунди
    • След няколко минути
    • Чак когато металът се нагрее

    Отговор: Практически мигновено

    Фотоелектрони се появяват за по-малко от 10⁻⁹ s, което вълновата теория не може да обясни.

13. На кое явление се основава действието на слънчевите батерии?

    • На вътрешния фотоефект
    • На електромагнитната индукция
    • На луминесценцията
    • На термоядрения синтез

    Отговор: Вътрешен фотоефект

    Фотоните освобождават носители на заряд в полупроводника.

14. Каква е графиката на спиращото напрежение в зависимост от честотата на светлината?

    • Парабола
    • Хипербола
    • Права линия с наклон h/e
    • Хоризонтална права

    Отговор: Права линия с наклон h/e

    eU_s = hν − A, т.е. U_s = (h/e)ν − A/e: права с наклон h/e.

15. Защо във фотоелемента тече ток дори без външно напрежение между електродите?

    • Металът се нагрява
    • Фотоелектроните имат кинетична енергия и част от тях достигат анода
    • Светлината носи заряд
    • Анодът излъчва електрони

    Отговор: Фотоелектроните имат кинетична енергия и част от тях достигат анода

    Избитите електрони излизат с ненулева скорост, затова токът спира едва при спиращо напрежение.

Уравнение на Айнщайн

1. Кое е уравнението на Айнщайн за фотоефекта?

   • hν = A + mv²/2
   • hν = A − mv²/2
   • E = mc²
   • hν = mv²/2 − A

   Отговор: hν = A + mv²/2

   Енергията на фотона отива за отделителната работа и кинетичната енергия на електрона.

2. Какво е отделителна работа?

   • Енергията на падащия фотон
   • Работата на тока в метала
   • Минималната енергия за изваждане на електрон от метала
   • Кинетичната енергия на фотоелектрона

   Отговор: Минималната енергия за изваждане на електрон от метала

   Отделителната работа A зависи от вида на метала и обикновено е няколко eV.

3. В какви единици най-често се дава отделителната работа на металите?

   • Ватове (W)
   • Тесли (T)
   • Електронволтове (eV)
   • Херцове (Hz)

   Отговор: Електронволтове (eV)

   Отделителната работа е енергия от няколко eV, например около 2-5 eV.

4. Какво става, ако енергията на фотона е по-малка от отделителната работа на метала?

   • Фотоефект няма
   • Избиват се бавни електрони
   • Избиват се много електрони
   • Металът се зарежда отрицателно

   Отговор: Фотоефект няма

   Един фотон не може да предаде на електрона достатъчно енергия, колкото и интензивна да е светлината.

5. Как се изменя максималната кинетична енергия на фотоелектроните при увеличаване на честотата на светлината?

   • Намалява
   • Расте
   • Не се изменя
   • Става нула

   Отговор: Расте

   От E_k = hν − A следва, че с растежа на ν расте и E_k.

6. Как се изменя максималната кинетична енергия на фотоелектроните, ако интензитетът на светлината се увеличи при същата честота?

   • Расте
   • Намалява
   • Става нула
   • Не се изменя

   Отговор: Не се изменя

   Енергията на всеки фотон hν не се изменя, увеличава се само броят на фотоните.

7. Отделителната работа на метал е 2,3 eV. Колко е червената граница (минималната честота)? (h = 6,63·10⁻³⁴ J·s)

   • ≈ 3,5·10¹⁴ Hz
   • ≈ 5,6·10¹⁴ Hz
   • ≈ 5,6·10¹⁵ Hz
   • ≈ 1,5·10³³ Hz

   Отговор: ≈ 5,6·10¹⁴ Hz

   ν₀ = A/h = 2,3·1,6·10⁻¹⁹/6,63·10⁻³⁴ ≈ 5,55·10¹⁴ Hz.

8. Защо фотоелектроните излизат с различни кинетични енергии, а уравнението на Айнщайн дава една стойност?

   • Фотоните имат различни заряди
   • Металът е зареден
   • Електроните имат различни маси
   • Част от електроните губят енергия, преди да излязат, а уравнението дава максималната

   Отговор: Част от електроните губят енергия, преди да излязат, а уравнението дава максималната

   Електроните от по-дълбоките слоеве губят част от енергията си при сблъсъци, затова уравнението описва максималната кинетична енергия.

9. Червената граница на метал е при λ = 500 nm. Колко е отделителната работа? (hc ≈ 1240 eV·nm)

   • ≈ 2,5 eV
   • ≈ 5 eV
   • ≈ 1,2 eV
   • ≈ 0,4 eV

   Отговор: ≈ 2,5 eV

   A = hc/λ₀ = 1240/500 ≈ 2,48 eV.

10. Светлина с λ = 400 nm пада върху метал с отделителна работа 2,0 eV. Колко е максималната кинетична енергия на фотоелектроните?

    • ≈ 3,1 eV
    • ≈ 5,1 eV
    • ≈ 1,1 eV
    • ≈ 0,1 eV

    Отговор: ≈ 1,1 eV

    E_ф = hc/λ ≈ 3,1 eV; E_k = 3,1 − 2,0 ≈ 1,1 eV.

11. Метал има отделителна работа 4,5 eV. Ще има ли фотоефект при видима светлина (фотони до около 3,3 eV)?

    • Да, при голям интензитет
    • Да, винаги
    • Не, енергията на фотоните е недостатъчна
    • Само при червена светлина

    Отговор: Не, енергията на фотоните е недостатъчна

    Фотоните на видимата светлина имат енергия по-малка от 4,5 eV, затова не могат да избият електрони.

12. Честотата на светлината се удвоява. Как се изменя максималната кинетична енергия на фотоелектроните?

    • Нараства точно 2 пъти
    • Нараства повече от 2 пъти
    • Нараства по-малко от 2 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: Нараства повече от 2 пъти

    E₂ = 2hν − A = 2(hν − A) + A = 2E₁ + A.

13. Максималната кинетична енергия на фотоелектроните е 2,4·10⁻¹⁹ J. Какво спиращо напрежение ги спира?

    • 2,4 V
    • 0,67 V
    • 1,5 V
    • 3,8 V

    Отговор: 1,5 V

    eU_s = E_k, U_s = 2,4·10⁻¹⁹/1,6·10⁻¹⁹ = 1,5 V.

14. При осветяване на метал със светлина с λ = 400 nm спиращото напрежение е 1 V. Каква е отделителната работа? (hc ≈ 1240 eV·nm)

    • 2,1 eV
    • 3,1 eV
    • 4,1 eV
    • 1,1 eV

    Отговор: 2,1 eV

    hν = 1240/400 = 3,1 eV; A = hν − eU = 3,1 − 1 = 2,1 eV.

15. При ν₁ = 6·10¹⁴ Hz спиращото напрежение е 0,5 V, а при ν₂ = 8·10¹⁴ Hz е 1,33 V. Каква стойност на h дава опитът?

    • ≈ 6,6·10⁻³³ J·s
    • ≈ 1,6·10⁻³⁴ J·s
    • ≈ 6,6·10⁻³⁴ J·s
    • ≈ 3,3·10⁻³⁴ J·s

    Отговор: ≈ 6,6·10⁻³⁴ J·s

    h = eΔU/Δν = 1,6·10⁻¹⁹·0,83/2·10¹⁴ ≈ 6,6·10⁻³⁴ J·s.

Финален въпрос