Практика к уроку «Фотоэффект»

{"questions":[{"content":"Выберите все верные утверждения о фотоэффекте. [[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["При исследовании фотоэффекта А. Г. Столетов экспериментально доказал, что максимальная кинетическая энергия выбитых электронов зависит от интенсивности падающего света.","Работа выхода электронов с поверхности металла в процессе фотоэффекта одинакова для всех металлов.","Монохроматический свет с длиной волны меньше «красной границы» фотоэффекта для данного металла, падая на катод, выполненный из него, приводит к возникновению фототока.","«Красная граница» фотоэффекта — максимальная длина волны, при которой еще возможен фотоэффект для данного вещества.","Фотоэффект в металлах вызывается исключительно видимым светом; явление не возникает при действии ультрафиолетового излучения."],"explanations":["Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется частотой света (энергией фотона), а интенсивность влияет на число выбитых электронов (фототок).","Работа выхода зависит от вещества (материала катода).","Если $λ<λ_{\\text{кр}}$, энергия фотона достаточна для выбивания электронов, и при наличии цепи возникает фототок.","По определению «красная граница» фотоэффекта — наибольшая длина волны (наименьшая частота), при которой фотоэффект еще возможен.","Для большинства металлов фотоэффект наблюдается при действии ультрафиолетового излучения; видимый свет может быть недостаточно энергичным."],"answer":[2,3]}}},{"content":"Выберите все верные утверждения о фотоэффекте. [[choice-2]]","widgets":{"choice-2":{"type":"choice","options":["В процессе фотоэффекта с поверхности вещества под действием падающего света вылетают электроны.","Количество фотоэлектронов, вылетающих с поверхности металла за единицу времени, обратно пропорционально интенсивности падающего света.","Фототок в установке по исследованию фотоэффекта прекращается при подаче на электроды задерживающего напряжения достаточной величины.","Для данного вещества фотоэффект наблюдается в том случае, если энергия падающих фотонов больше работы выхода фотоэлектронов из вещества.","Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона больше энергии кванта света, выбившего его с поверхности фотокатода, на величину работы выхода."],"explanations":["Это определение внешнего фотоэффекта.","Число выбиваемых электронов (а значит, фототок) при прочих равных прямо пропорционально интенсивности света.","При достаточно большом задерживающем напряжении фотоэлектроны не достигают анода, и фототок становится равным нулю.","Условие возникновения фотоэффекта: $h\\nu>A_{\\text{вых}}$ (эквивалентно $ν>\\nu_{\\text{кр}}$ или $λ<λ_{\\text{кр}}$).","По уравнению Эйнштейна: $E_k^{\\max}=h\\nu-A_{\\text{вых}}$, то есть максимальная кинетическая энергия меньше энергии фотона на $A_{\\text{вых}}$."],"answer":[0,2,3]}}}],"mix":1}

{"questions":[{"content":"Металлическую пластину освещают светом с энергией фотонов $3{,}2$ $эВ$. Работа выхода для металла пластины равна $1{,}5$ эВ. Какова максимальная кинетическая энергия образовавшихся фотоэлектронов? [[fill_choice_big-1]]","widgets":{"fill_choice_big-1":{"type":"fill_choice_big","options":["$1{,}7$ $эВ$","$4{,}7$ $эВ$","$1{,}5$ $эВ$","$3{,}2$ $эВ$"],"placeholder":0,"answer":0}},"hints":["Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта: $E_{\\text{фот}}=A_{\\text{вых}}+E_{\\text{кин}}$.","Для максимальной кинетической энергии: $E_{\\text{кин}}^{\\max}=E_{\\text{фот}}-A_{\\text{вых}}=3{,}2\\,\\text{эВ}-1{,}5\\,\\text{эВ}=1{,}7\\,\\text{эВ}$."]},{"content":"Частота зеленого света в $1{,}25$ раза больше частоты красного света. Во сколько раз энергия фотона красного света меньше энергии фотона зеленого света? [[fill_choice_big-2]]","widgets":{"fill_choice_big-2":{"type":"fill_choice_big","options":["$1{,}25$","$0{,}8$","$2{,}25$","$1{,}56$"],"placeholder":0,"answer":0}},"hints":["Энергия фотона: $E=h\\nu$.","Отношение энергий равно отношению частот: $\\dfrac{E_{\\text{зел}}}{E_{\\text{кр}}}=\\dfrac{\\nu_{\\text{зел}}}{\\nu_{\\text{кр}}}=1{,}25$."]},{"content":"Отношение импульсов двух фотонов $\\dfrac{p_1}{p_2}=2$. Определите отношение длин волн этих фотонов $\\dfrac{\\lambda_1}{\\lambda_2}$. [[fill_choice_big-3]]","widgets":{"fill_choice_big-3":{"type":"fill_choice_big","options":["$0{,}5$","$2$","$4$","$1{,}5$"],"placeholder":0,"answer":0}},"hints":["Импульс фотона: $p=\\dfrac{h}{\\lambda}$.","Тогда $\\dfrac{p_1}{p_2}=\\dfrac{h/\\lambda_1}{h/\\lambda_2}=\\dfrac{\\lambda_2}{\\lambda_1}=2$, значит $\\dfrac{\\lambda_1}{\\lambda_2}=\\dfrac{1}{2}=0{,}5$."]}],"mix":1}

{"questions":[{"instruction":"Установите соответствие между физическими величинами и формулами","content":"[[matcher-1]]","widgets":{"matcher-1":{"type":"matcher","labels":["Импульс фотона","Энергия фотона"],"items":["$\\dfrac{h}{\\lambda}$","$\\dfrac{hc}{\\lambda}$","$\\lambda hc$","$\\dfrac{\\lambda}{hc}$"]}},"step":1,"hints":["Энергия фотона выражается формулой $E=h\\nu$.","Частота связана с длиной волны: $\\nu=\\dfrac{c}{\\lambda}$, значит $E=\\dfrac{hc}{\\lambda}$.","Импульс фотона можно выразить как $p=\\dfrac{E}{c}$, поэтому $p=\\dfrac{h}{\\lambda}$."]},{"instruction":"Установите соответствие между физическими величинами и формулами","content":"$E$ — энергия фотона, $h$ — постоянная Планка, $p$ — импульс фотона. [[matcher-2]]","widgets":{"matcher-2":{"type":"matcher","labels":["Длина волны фотона","Частота фотона"],"items":["$\\dfrac{p}{h}$","$\\dfrac{h}{p}$","$\\dfrac{p^2}{2e}$","$\\dfrac{E}{h}$"]}},"step":1,"hints":["Импульс фотона выражается формулой $p=\\dfrac{h}{\\lambda}$.<br />Выразим длину волны: $\\lambda=\\dfrac{h}{p}$.","Энергия фотона: $E=h\\nu$.<br />Выразим частоту: $\\nu=\\dfrac{E}{h}$."]},{"instruction":"Для каждой величины определите соответствующий характер изменения","content":"Интенсивность монохроматического светового пучка плавно увеличивают, не меняя длину волны света. Как изменяются при этом запирающее напряжение и скорость каждого фотона? [[matcher-3]]","widgets":{"matcher-3":{"type":"matcher","labels":["Запирающее напряжение","Скорость фотона"],"items":["не изменится","не изменится","увеличится","уменьшится"]}},"step":1,"hints":["Интенсивность влияет на число фотонов в единицу времени, но не меняет энергию одного фотона, если длина волны (частота) постоянна.","Энергия фотона $E=h\\nu$, а при неизменной $\\nu$ энергия фотона не меняется.","Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией фотоэлектронов: $eU_{\\text{з}}=E-A_{\\text{вых}}$, поэтому при неизменной $E$ оно не меняется.","Скорость фотона в среде задается оптическими свойствами среды и при изменении интенсивности не меняется."]}],"mix":1}

{"questions":[{"instruction":"Для каждой величины определите соответствующий характер изменения","content":"Монохроматический свет с энергией фотонов $E_{\\text{ф}}$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Напряжение, при котором фототок прекращается, равно $U_{\\text{зап}}$. Как изменяются модуль запирающего напряжения $U_{\\text{зап}}$ и длина волны $\\lambda_{\\text{кр}}$, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов $E_{\\text{ф}}$ увеличится? [[matcher-1]]","widgets":{"matcher-1":{"type":"matcher","labels":["Модуль запирающего напряжения","«Красная граница» фотоэффекта"],"items":["увеличится","не изменится","уменьшится"]}},"step":1,"hints":["Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\\nu=A_{\\text{вых}}+E_{\\text{к}}$.<br />Красная граница фотоэффекта определяется условием $h\\nu_{\\text{кр}}=A_{\\text{вых}}$.","Запирающее напряжение связано с максимальной кинетической энергией фотоэлектронов: $eU_{\\text{зап}}=E_{\\text{к}}=h\\nu-A_{\\text{вых}}$.","При увеличении энергии фотона $h\\nu$ модуль запирающего напряжения увеличивается.<br />Красная граница фотоэффекта определяется только работой выхода металла, поэтому не изменяется."]},{"instruction":"Для каждой величины определите соответствующий характер изменения","content":"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 кинетическая энергия? [[matcher-2]]","widgets":{"matcher-2":{"type":"matcher","labels":["Число фотоэлектронов, вылетающих в единицу времени","Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов"],"items":["увеличится","не изменится","уменьшится"]}},"step":1,"hints":["Интенсивность лазерного излучения — количество фотонов, прошедших через единицу площади за единицу времени. Значит, при увеличении интенсивности число фотонов увеличится и увеличится число фотоэлектронов.","Запишем уравнение Эйнштейна: $E=A+E_{\\text{кин}}$, где $E$ — энергия фотона, $A$ — работа выхода, $E_{\\text{кин}}$ — кинетическая энергия фотоэлектронов.","Энергия фотонов равна: $E=\\dfrac{hc}{\\lambda}$, где $c$ — скорость света, $\\lambda$ — длина волны. То есть не зависит от интенсивности.","Работа выхода зависит только от металла, следовательно, от интенсивности не зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов."]},{"instruction":"Для каждой величины определите соответствующий характер изменения","content":"При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только фиолетовый свет, а во второй — пропускающий только красный свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта. Как изменились длина волны света, падающего на фотоэлемент, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при переходе от первой серии опытов ко второй? [[matcher-3]]","widgets":{"matcher-3":{"type":"matcher","labels":["Длина волны света, падающего на фотоэлемент","Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов"],"items":["увеличится","уменьшится","не изменится"]}},"step":1,"hints":["Светофильтр выделяет определенную часть спектра, значит на фотоэлемент падает именно тот свет, который пропускает фильтр.","Длина волны красного цвета больше, чем длина волны фиолетового цвета.","Запишем уравнение Эйнштейна: $E_{\\text{ф}}=A_{\\text{вых}}+E_{\\text{кин}}$, при этом энергию фотона находим по формуле $E_{\\text{ф}}=\\dfrac{hc}{\\lambda}$.","Так как длина волны увеличилась, энергия фотона уменьшилась, значит уменьшилась и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов."]}],"mix":1}

{"questions":[{"instruction":"Для каждой величины определите соответствующий характер изменения","content":"Монохроматический свет с энергией фотонов $E_{\\text{ф}}$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Напряжение, при котором фототок прекращается, равно $U_{\\text{зап}}$. Как изменятся длина волны $\\lambda$ падающего света и модуль запирающего напряжения $U_{\\text{зап}}$, если энергия падающих фотонов $E_{\\text{ф}}$ уменьшится? [[matcher-1]]","widgets":{"matcher-1":{"type":"matcher","labels":["Длина волны $\\lambda$ падающего света","Модуль запирающего напряжения $U_{\\text{зап}}$"],"items":["увеличится","уменьшится","не изменится"]}},"step":1,"hints":["Энергия фотона связана с длиной волны формулой $E_{\\text{ф}}=\\dfrac{hc}{\\lambda}$. Если энергия уменьшается, длина волны увеличивается.","Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $E_{\\text{ф}}=A_{\\text{вых}}+E_{\\text{к}}$.","Запирающее напряжение связано с кинетической энергией фотоэлектронов: $eU_{\\text{зап}}=E_{\\text{к}}=E_{\\text{ф}}-A_{\\text{вых}}$.","При уменьшении энергии фотона уменьшается максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, значит уменьшается и модуль запирающего напряжения."]}],"mix":1}

{"questions":[{"instruction":"Установите соответствие между графиками и физическими зависимостями","content":"[[image-1]][[matcher-1]]","widgets":{"image-1":{"type":"image","url":"https://obrazavr.ru/wp-content/uploads/2026/04/gemini_generated_image_hlsblyhlsblyhlsb-optimized.png","width":"500"},"matcher-1":{"type":"matcher","labels":["График А","График Б"],"items":["закон радиоактивного распада","зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света","зависимость энергии фотона от частоты света","зависимость силы фототока от напряжения между электродами при неизменной освещенности"]}},"step":1,"hints":["Закон радиоактивного распада описывает экспоненциальное убывание величины со временем: $N=N_0\\cdot 2^{-t/T_{1/2}}$. Такой график соответствует убывающей кривой.","Зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света линейная с порогом: $E_{\\text{к}}=h\\nu-A$. Такой график — прямая, начинающаяся не из начала координат."]}],"mix":1}

{"questions":[{"instruction":"Установите соответствие между графиками и законами","content":"[[image-1]][[matcher-1]]","widgets":{"image-1":{"type":"image","url":"https://obrazavr.ru/wp-content/uploads/2026/04/gemini_generated_image_o326yvo326yvo326-scaled-optimized.png","width":"400"},"matcher-1":{"type":"matcher","labels":["График А","График Б"],"items":["зависимость энергии падающих фотонов от частоты падающего света","зависимость силы фототока от напряжения между электродами при неизменной освещенности","зависимость энергии падающих фотонов от длины волны падающего света","зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света"]}},"step":1,"hints":["Зависимость энергии фотона от частоты имеет линейный характер: $E=h\\nu$. Такой график — прямая линия, проходящая через начало координат.","Зависимость силы фототока от напряжения имеет вид насыщения: при увеличении напряжения ток сначала растет, затем выходит на плато. Такой график соответствует кривой с насыщением."]}],"mix":1}