Физика и астрономия · 10 клас · Светлина: Квантови свойства на светлината

Фотоефект. Уравнение на Айнщайн

Име: Клас: Дата:

Кой учен пръв наблюдава фотоефекта през 1887 г.?
- А) Хайнрих Херц
- Б) Алберт Айнщайн
- В) Макс Планк
- Г) Нилс Бор
От какво зависи максималната кинетична енергия на фотоелектроните?
- А) От интензитета на светлината
- Б) От честотата на светлината
- В) От времето на осветяване
- Г) От площта на катода
От какво зависи броят на избитите за 1 s електрони (фототокът на насищане)?
- А) Само от честотата
- Б) От цвета на катода
- В) От напрежението в мрежата
- Г) От интензитета на светлината
Какво е „червена граница“ на фотоефекта?
- А) Най-малката честота, при която още има фотоефект
- Б) Най-голямата дължина на вълната на видимата светлина
- В) Цветът, при който фотоефектът е най-силен
- Г) Температурата, при която металът почервенява
На кое явление се основава действието на слънчевите батерии?
- А) На вътрешния фотоефект
- Б) На електромагнитната индукция
- В) На луминесценцията
- Г) На термоядрения синтез
Какво е фотоефект?
- А) Светене на газ при ток
- Б) Избиване на електрони от веществото под действие на светлина
- В) Нагряване на метал от светлина
- Г) Разлагане на светлината в призма
Кой учен обяснява фотоефекта през 1905 г. с идеята за фотоните?
- А) Макс Планк
- Б) Хайнрих Херц
- В) Нилс Бор
- Г) Алберт Айнщайн
Кой български физик открива през 1937 г. фотоелектретното състояние на веществата?
- А) Георги Наджаков
- Б) Асен Йорданов
- В) Джон Атанасов
- Г) Петър Берон
Защо при светлина с честота под червената граница фотоефект няма дори при много голям интензитет?
- А) Светлината не достига метала
- Б) Енергията на всеки фотон е по-малка от отделителната работа
- В) Електроните са твърде много
- Г) Металът се нагрява и спира фотоефекта
Каква е графиката на спиращото напрежение в зависимост от честотата на светлината?
- А) Парабола
- Б) Хипербола
- В) Права линия с наклон h/e
- Г) Хоризонтална права
Кое е уравнението на Айнщайн за фотоефекта?
- А) hν = A + mv²/2
- Б) hν = A − mv²/2
- В) E = mc²
- Г) hν = mv²/2 − A
Какво става, ако енергията на фотона е по-малка от отделителната работа на метала?
- А) Фотоефект няма
- Б) Избиват се бавни електрони
- В) Избиват се много електрони
- Г) Металът се зарежда отрицателно
Отделителната работа на метал е 2,3 eV. Колко е червената граница (минималната честота)? (h = 6,63·10⁻³⁴ J·s)
- А) ≈ 3,5·10¹⁴ Hz
- Б) ≈ 5,6·10¹⁴ Hz
- В) ≈ 5,6·10¹⁵ Hz
- Г) ≈ 1,5·10³³ Hz
Светлина с λ = 400 nm пада върху метал с отделителна работа 2,0 eV. Колко е максималната кинетична енергия на фотоелектроните?
- А) ≈ 3,1 eV
- Б) ≈ 5,1 eV
- В) ≈ 1,1 eV
- Г) ≈ 0,1 eV
Максималната кинетична енергия на фотоелектроните е 2,4·10⁻¹⁹ J. Какво спиращо напрежение ги спира?
- А) 2,4 V
- Б) 0,67 V
- В) 1,5 V
- Г) 3,8 V
Какво е отделителна работа?
- А) Енергията на падащия фотон
- Б) Работата на тока в метала
- В) Минималната енергия за изваждане на електрон от метала
- Г) Кинетичната енергия на фотоелектрона
Как се изменя максималната кинетична енергия на фотоелектроните при увеличаване на честотата на светлината?
- А) Намалява
- Б) Расте
- В) Не се изменя
- Г) Става нула
Защо фотоелектроните излизат с различни кинетични енергии, а уравнението на Айнщайн дава една стойност?
- А) Фотоните имат различни заряди
- Б) Металът е зареден
- В) Електроните имат различни маси
- Г) Част от електроните губят енергия, преди да излязат, а уравнението дава максималната
Метал има отделителна работа 4,5 eV. Ще има ли фотоефект при видима светлина (фотони до около 3,3 eV)?
- А) Да, при голям интензитет
- Б) Да, винаги
- В) Не, енергията на фотоните е недостатъчна
- Г) Само при червена светлина
При осветяване на метал със светлина с λ = 400 nm спиращото напрежение е 1 V. Каква е отделителната работа? (hc ≈ 1240 eV·nm)
- А) 2,1 eV
- Б) 3,1 eV
- В) 4,1 eV
- Г) 1,1 eV

Отговори

1. А) Хайнрих Херц Законите му по-късно изследва Александър Столетов.
2. Б) От честотата (и от вида на метала) Всеки фотон предава енергията си на един електрон.
3. Г) От интензитета По-интензивната светлина носи повече фотони за секунда.
4. А) Минималната честота на светлината за даден метал При по-ниска честота енергията на фотона е по-малка от отделителната работа.
5. А) Вътрешен фотоефект Фотоните освобождават носители на заряд в полупроводника.
6. Б) Избиване на електрони от веществото под действие на светлина При външния фотоефект светлината избива електрони от повърхността на веществото.
7. Г) Алберт Айнщайн Айнщайн получава Нобелова награда (за 1921 г.) именно за обяснението на фотоефекта.
8. А) Георги Наджаков Академик Георги Наджаков открива, че някои вещества след осветяване в електрично поле остават трайно поляризирани.
9. Б) 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.
10. В) Права линия с наклон h/e eU_s = hν − A, т.е. U_s = (h/e)ν − A/e: права с наклон h/e.
11. А) hν = A + mv²/2 Енергията на фотона отива за отделителната работа и кинетичната енергия на електрона.
12. А) Фотоефект няма Един фотон не може да предаде на електрона достатъчно енергия, колкото и интензивна да е светлината.
13. Б) ≈ 5,6·10¹⁴ Hz ν₀ = A/h = 2,3·1,6·10⁻¹⁹/6,63·10⁻³⁴ ≈ 5,55·10¹⁴ Hz.
14. В) ≈ 1,1 eV E_ф = hc/λ ≈ 3,1 eV; E_k = 3,1 − 2,0 ≈ 1,1 eV.
15. В) 1,5 V eU_s = E_k, U_s = 2,4·10⁻¹⁹/1,6·10⁻¹⁹ = 1,5 V.
16. В) Минималната енергия за изваждане на електрон от метала Отделителната работа A зависи от вида на метала и обикновено е няколко eV.
17. Б) Расте От E_k = hν − A следва, че с растежа на ν расте и E_k.
18. Г) 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.
19. В) Не, енергията на фотоните е недостатъчна Фотоните на видимата светлина имат енергия по-малка от 4,5 eV, затова не могат да избият електрони.
20. А) 2,1 eV hν = 1240/400 = 3,1 eV; A = hν − eU = 3,1 − 1 = 2,1 eV.

Игрален час · игри и работни листове по програмата на МОН