ЕГЭ
КАРТОЧКИ
ТЕСТЫ
ОБРАЧАТ
Главная
Курсы
Куратор
Подписка
17. Квантовая физика: изменение физических величин: все задания
Монохроматический свет с энергией фотонов $ E_\phi $ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Запирающее напряжение, при котором фототок прекращается, равно $ U_{\text{зап}} .$
Как изменится модуль запирающего напряжения $ U_{\text{зап}} , $ если энергия падающих фотонов $ E_\phi $ увеличится?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Запирающее напряжение определяется уравнением Эйнштейна для фотоэффекта:
$$eU_{\text{зап}} = E_\phi- A_{\text{вых}}$$ где $ A_{\text{вых}} $ — работа выхода металла.
При увеличении $ E_\phi $ величина $ U_{\text{зап}} $ увеличится.
20
Монохроматический свет с энергией фотонов $ E_\phi $ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Запирающее напряжение, при котором фототок прекращается, равно $ U_{\text{зап}} .$
Как изменится модуль длина волны $ \lambda_{\text{кр}} , $ соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов $ E_\phi $ увеличится?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Красная граница фотоэффекта зависит только от работы выхода:
$$ \lambda_{\text{кр}} = \frac{hc}{A_{\text{вых}}} $$ и не зависит от энергии падающих фотонов. Следовательно, $ \lambda_{\text{кр}} $ не изменится.
20
Интенсивность монохроматического светового пучка плавно уменьшают, не меняя частоту света.
Как изменится при этом концентрация фотонов в пучке?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Интенсивность света $I$ определяется как:
$$ I = n \cdot h\nu, $$ где $n$ — концентрация фотонов, $h\nu$ — энергия одного фотона.
При уменьшении $I$ и постоянной $\nu$ концентрация $n$ уменьшается.
20
Интенсивность монохроматического светового пучка плавно уменьшают, не меняя частоту света.
Как изменится при этом скорость каждого фотона?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Скорость фотона в вакууме постоянна и равна скорости света $c = 3 \cdot 10^8\ м/с. $
Она не зависит от интенсивности.
20
На металлическую пластинку направляют пучок монохроматического света от лазера, вызывая фотоэффект. Интенсивность излучения плавно увеличивают, сохраняя частоту неизменной.
Как изменится число фотоэлектронов, вылетающих в единицу времени?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Интенсивность света $I$ пропорциональна количеству фотонов, падающих на поверхность в единицу времени:
$$ I = n \cdot h\nu $$ где $n$ — число фотонов, $h\nu$ — энергия одного фотона.
При увеличении $I$ (при постоянной $\nu$) число фотонов $n$ увеличивается, следовательно, число выбитых фотоэлектронов также увеличивается.
20
На металлическую пластинку направляют пучок монохроматического света от лазера, вызывая фотоэффект. Интенсивность излучения плавно увеличивают, сохраняя частоту неизменной.
Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:
$$ E_{\text{кин max}} = h\nu- A_{\text{вых}} $$ где $A_{\text{вых}}$ — работа выхода металла.
Поскольку частота $\nu$ и работа выхода $A_{\text{вых}}$ не изменяются, максимальная кинетическая энергия остается постоянной.
20
Как изменяется число нейтронов $N$ в ядре с уменьшением массового числа $A$ изотопов одного элемента?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Массовое число $A = Z + N$, где $Z$ — число протонов (постоянно для данного элемента), $N$ — число нейтронов.
При уменьшении $A$ число нейтронов $N = A- Z$ уменьшается.
20
Как изменяется число электронов в электронной оболочке с уменьшением массового числа $A$ изотопов одного элемента?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов $Z,$ которое не изменяется для изотопов одного элемента.
20
В первом опыте фотокатод освещают светом с длиной волны $\lambda_1 , $ при этом наблюдается фотоэффект. Во втором опыте фотокатод освещают светом с длиной волны $\lambda_2 < \lambda_1 . $
Как во втором опыте по сравнению с первым изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:
$$h\nu = A + E_{\text{кин max}},$$ где $\nu = \frac{c}{\lambda}$ — частота света.
При уменьшении длины волны $( \lambda_2 < \lambda_1 )$ энергия фотонов $h\nu$ увеличивается, следовательно, $E_{\text{кин max}}$ увеличивается.
20
В первом опыте фотокатод освещают светом с длиной волны $\lambda_1$, при этом наблюдается фотоэффект. Во втором опыте фотокатод освещают светом с длиной волны $\lambda_2 < \lambda_1 . $
Как во втором опыте по сравнению с первым изменится работа выхода материала фотокатода?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Работа выхода $A$ — это характеристика материала фотокатода и не зависит от параметров падающего света.
20
Как изменится при $β⁻$-распаде массовое число ядра?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
При $β⁻$-распаде нейтрон превращается в протон, электрон и антинейтрино:
$$n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e $$ Поскольку масса электрона и антинейтрино пренебрежимо мала по сравнению с массой нуклонов, массовое число не изменяется.
20
Как изменится при $β⁻$-распаде заряд ядра?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
В результате превращения нейтрона в протон заряд ядра увеличивается на $1.$
20
При электронном захвате атомное ядро поглощает один из ближайших электронов. Как изменится при этом массовое число ядра?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
В процессе электронного захвата протон превращается в нейтрон:
$$ p + e^- \rightarrow n + \nu_e $$ Общее количество нуклонов (протонов + нейтронов) не изменяется, следовательно, массовое число остается постоянным.
20
При электронном захвате атомное ядро поглощает один из ближайших электронов. Как изменится при этом количество нейтронов в ядре?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Каждый захваченный электрон превращает один протон в нейтрон, поэтому число нейтронов увеличивается на $1.$
20
В первом опыте металлическую пластинку освещают белым светом через синий светофильтр, а во втором — через зеленый. Как изменится при переходе от первого ко второму опыту частота падающего света?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Частота света связана с его цветом: $ \nu = \frac{c}{\lambda} . $
Синий свет имеет более высокую частоту $( \lambda_{синий} \approx 450-490 \ нм),$ чем зеленый $( \lambda_{зеленый} \approx 490-570 \ нм). $
При переходе от синего к зеленому свету частота уменьшается.
20
В первом опыте металлическую пластинку освещают белым светом через синий светофильтр, а во втором — через зеленый. Как изменится при переходе от первого ко второму опыту работа выхода электронов из металла?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Работа выхода$ A $ — это характеристика материала пластинки и не зависит от параметров падающего света.
20
При исследовании фотоэффекта фотоэлемент освещался сначала желтым, затем синим светом. Как изменится при этом длина волны падающего света?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Длина волны желтого света $( \lambda_{желт} \approx 570-590\ нм)$ больше, чем синего $( \lambda_{син} \approx 450-490\ нм). $
При переходе от желтого к синему свету длина волны уменьшается.
20
При исследовании фотоэффекта фотоэлемент освещался сначала желтым, затем синим светом. Как изменится при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Согласно уравнению Эйнштейна:
$$E_{кин\,max} = h\nu- A = \frac{hc}{\lambda}- A $$ При уменьшении $\lambda$ (переход к синему свету) энергия фотонов увеличивается, следовательно, $E_{кин\,max}$ увеличивается.
20
При исследовании фотоэффекта фотоэлемент освещался сначала красным, затем зеленым светом. Как изменится модуль запирающего напряжения при таком переходе?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Согласно уравнению Эйнштейна:
$$ eU_{зап} = h\nu- A_{вых} $$ Частота зеленого света больше частоты красного, поэтому:
При красном свете: $eU_{зап.кр} = h\nu_{кр}- A_{вых}.$
При зеленом свете: $eU_{зап.зел} = h\nu_{зел}- A_{вых}.$
Так как $\nu_{зел} > \nu_{кр}$, то $U_{зап.зел} > U_{зап.кр}.$
20
При исследовании фотоэффекта фотоэлемент освещался сначала красным, затем зеленым светом. Как изменится максимальная скорость фотоэлектронов при таком переходе?
$1)$ Увеличится
$2)$ Уменьшится
$3)$ Не изменится
Связь с кинетической энергией:
$$ \frac{mv_{max}^2}{2} = eU_{зап} $$ Поскольку $U_{зап}$ увеличивается, $v_{max}$ также увеличивается.
20