XI. Фотоэффект. Эффект Комптона

11.1.На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны l=220 нм. Определить максимальную скорость v_max фотоэлектронов.

11.2.Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, если фототок прекращается при приложении задерживающего напряжения U₀=3,7 В.

11.3.«Красная граница» фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определить минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект.

11.4.Красная граница фотоэффекта для цинка l₀=310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию T_max фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны l=200 нм.

11.5.Калий освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм. Определить наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототок прекратится. Работа выхода электронов из калия равна 2,2 эВ.

11.6.Фотон с энергией e=10 эВ падает на серебряную пластинку и вызывает фотоэффект. Определить импульс p, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин.

11.7.На поверхность металла падает монохроматический свет с длиной волны l=0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта l₀=0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?

11.8."Красная граница" фотоэффекта для некоторого металла равна 500 нм. Определить: 1) работу выхода электронов из этого металла; 2) максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла светом с длиной волны 400 нм.

11.9.При освещении вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной волны l₁=0,4 мкм он заряжается до разности потенциалов j₁=2 В. Определить, до какой разности потенциалов зарядится фотоэлемент при освещении его монохроматическим светом с длиной волны l₂=0,3 мкм.

11.10.Красная граница фотоэффекта для цинка l_o=310 нм. Определять максимальную кинетическую энергию Т_max фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны l=200 нм.

11.11.На поверхность калия падает свет с длиной волны l=150 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Т_max фотоэлектронов.

11.12.Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта l₀=307 нм и максимальная кинетическая энергия T_max фотоэлектрона равна 1 эВ?

11.13.Фотоны с энергией e=5 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода A=4,7 эВ. Определить максимальный импульс, передаваемый поверхности этого металла при вылете электрона.

11.14.Фотон при эффекте Комптона на свободном электроне был рассеян на угол p/2. Определить импульс (в МэВ/с), приобретенный электроном, если энергия фотона до рассеяния была 1,02 МэВ. (1 МэВ/с – единица импульса: 1МэВ/с=1,6·10^-13 / 3·10⁸ =5,33·10^-22 кг·м/c).

11.15.Рентгеновское излучение (l=1 нм) рассеивается электронами, которые можно считать практически свободными. Определить максимальную длину волны l_max рентгеновского излучения в рассеянном пучке.

11.16.Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол p/2? Энергия фотона до рассеяния e₁=0,51 МэВ.

11.17.В результате эффекта Комптона фотон с энергией e₁= 1,02 МэВ рассеян на свободных электронах на угол 150°. Определить энергию e₂ рассеянного фотона.

11.18.Определить угол, на который был рассеян g-квант с энергией e₁=l,53 МэВ при эффекте Комптона, если кинетическая энергия электрона отдачи Т=0,51 МэВ.

11.19.Определить максимальное изменение длины волны (Dl)_max при комптоновском рассеянии света на свободных электронах.

11.20.Фотон с длиной волны l₁=15 пм рассеялся на свободном электроне. Длина волны рассеянного фотона l₂=16 пм. Определить угол рассеяния.

11.21.Фотон с энергией e₁=0,51 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол 180°. Определить кинетическую энергию Т электрона отдачи.

11.22.Определить длину волны фотона, импульс которого равен импульсу электрона, прошедшего разность потенциалов U=9,8 В.

11.23.Рентгеновское излучение (l=1,5 нм) рассеивается на свободных электронах. Определить максимальную длину волны l_max рентгеновского излучения в рассеянном пучке.

11.24.Какая доля энергии фотона приходится при эффекте Комптона на электрон отдачи, если рассеяние фотона происходит на угол p/2? Энергия фотона до рассеяния 1,02 МэВ.

11.25.Определить максимальное изменение длины волны (Dl)_max при комптоновском рассеянии света на свободных протонах.

11.26.Фотон с энергией 1,02 МэВ был рассеян при эффекте Комптона на свободном электроне на угол 90°. Определить кинетическую энергию электрона отдачи.

XII. Атом бора

12.1.Вычислить радиусы r₂ и r₃ второй и третьей орбит в атоме водорода.

12.2.Фотон с энергией e=16,5 эВ выбил электрон из невозбужденного атома водорода. Какую скорость v будет иметь электрон вдали от ядра атома?

12.3.Определить скорость v электрона на второй орбите атома водорода.

12.4.Вычислить энергию e фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетический уровень на первый.

12.5.Вычислить по теории Бора период вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n=2.

12.6.Определить максимальную энергию e_max фотона серии Бальмера в спектре излучения атомарного водорода.

12.7.В однозарядном ионе гелия электрон перешел с третьего энергетического уровня на первый. Определить длину волны l излучения, испущенного ионом гелия.

12.8.Электрон в атоме водорода находится на третьем энергетическим уровне. Определить кинетическую, потенциальную и полную энергию электрона. (Ответ выразить в эВ).

12.9.Определить первый потенциал j₁ возбуждения и энергию ионизации E_i атома водорода, находящегося в основном состоянии.

12.10.Определить энергию e фотона, испускаемого атомом водорода при переходе электрона с третьей орбиты на вторую.

12.11.Определить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на второй.

12.12.Используя теорию Бора для атома водорода, определить: радиус ближайшей к ядру орбиты; скорость движения электрона по этой орбите.

12.13.Определить скорость v электрона движущегося по третьей орбите атома водорода.

12.14.Электрон находится на первой боровской орбите атома водорода. Определить для электрона: потенциальную энергию; кинетическую энергию; полную энергию.

12.15.Определить частоту вращения электрона, находящегося на первой боровской орбите и эквивалентный ток.

12.16.Определить потенциал ионизации атома водорода.

12.17.Электрон выбит из атома водорода, находящегося в основном состоянии, фотоном энергии e=17,7 эВ. Определить скорость v электрона за пределами атома.

12.18.Найти период обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую скорость.

12.19.Невозбужденный атом водорода поглощает квант излучения с длиной волны 102 нм. Вычислить, пользуясь теорией Бора, радиус электронной орбиты возбужденного атома водорода.

12.20.Вычислить по теории Бора радиус второй стационарной орбиты и скорость электрона на этой орбите для атома водорода.

12.21.Определить первый потенциал j₁ возбуждения и энергию ионизации E_i атома водорода, находящегося в основном состоянии.

12.22.Определить энергию e фотона, испускаемого атомом водорода при переходе электрона с третьей орбиты на вторую.

12.23.Найти наибольшую l_max и наименьшую l_min длины волн в ультрафиолетовой серии водорода (серия Лаймана).

12.24.Фотон выбивает из атома водорода, находящегося в основном состоянии, электрон с кинетической энергией 10 эВ. Определить энергию фотона.

12.25.В однозарядном ионе гелия электрон перешел с третьего энергетического уровня на первый. Определить длину волны l излучения, испущенного ионом гелия.

12.26.Электрон в атоме водорода находится на третьем энергетическим уровне. Определить кинетическую, потенциальную и полную энергию электрона. (Ответ выразить в эВ).