Zadanie: Matura CKE Listopad 2009 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 3. Zjawisko fotoelektryczne (13 pkt)
Na płytkę wykonaną z cezu pada wiązka światła o długości fali $400 	ext{ nm}$, wywołując zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Wartość pracy wyjścia dla wybranych metali podano w tabeli.

Pierwiastek
Symbol chemiczny
Praca wyjścia [eV]

Cez
Cs
$2,14$

Wolfram
W
$4,50$

Platyna
Pt
$5,65$

Żelazo
Fe
$4,70$ Pytanie 1: Oblicz maksymalną energię kinetyczną fotoelektronów w jednostkach SI.
[odp_otwarta1] Pytanie 2: Oblicz napięcie hamowania fotoelektronów o energii kinetycznej $1,6 \cdot 10^{-19} 	ext{ J}$.
[odp_otwarta1] Pytanie 3: Wiązka fotonów o mocy $1 	ext{ mW}$ i długości fali $250 	ext{ nm}$ pada na płytkę sodową. Oblicz maksymalne natężenie prądu otrzymanych fotoelektronów.
[odp_otwarta1] Pytanie 4: Oblicz graniczną długość fali światła wywołującego zjawisko fotoemisji z platyny. W jakim zakresie widma leży ta długość fali?
[odp_otwarta1] Pytanie 5: Długofalowa granica zjawiska fotoelektrycznego dla żelaza wynosi około $263 	ext{ nm}$. Po ogrzaniu żelaza granica ta wyniosła $280 	ext{ nm}$. Jak ogrzewanie zmieniło pracę wyjścia?
[odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$E_{k,max}=\dfrac{hc}{\lambda}-W$. W treści brak danych liczbowych. Dla przykładowych danych $\lambda=400\ 	ext{nm}$ i $W=2{,}0\ 	ext{eV}$ wynik to $E_{k,max}\approx 1{,}8\cdot10^{-19}\ 	ext{J}$. Odpowiedź 2: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$U_h = 1\ 	ext{V}$ Odpowiedź 3: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$I_{max}\approx 2\cdot10^{-4}\ 	ext{A}=0{,}2\ 	ext{mA}$ Odpowiedź 4: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
$\lambda_{gr}=\dfrac{hc}{W}\approx 2{,}2\cdot10^{-7}\ 	ext{m}\approx 220\ 	ext{nm}$ – ultrafiolet (dla W = 5,65 eV). Odpowiedź 5: Brak oficjalnego klucza odpowiedzi, podajemy własne rozwiązanie:
Praca wyjścia zmalała o ok. $0{,}29\ 	ext{eV}$ (z ok. $4{,}72\ 	ext{eV}$ do ok. $4{,}43\ 	ext{eV}$, czyli o ok. 6%).

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?