6 fotoelektrisko efektu jautājumu piemēri
1. Pareizais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir…
A. Notikumu var izskaidrot, uzskatot gaismu par vilni.
B. Elektronu skaits, kas iznāk no metāla virsmas, samazināsies, ja gaismas frekvence tiks palielināta.
C. Gaismas intensitāte neietekmē no metāla virsmas izplūstošo elektronu enerģiju.
D. Fotoelektriskais efekts rodas infrasarkanajā diapazonā.
E. Fotoelektriskais efekts radīsies, ja gaismas intensitāte, kas skar metālu, ir pietiekami liela.
Diskusija
A. Fotoelektrisko efektu var izskaidrot, uzskatot gaismu par daļiņām, nevis par viļņiem. Gaismas enerģija, viļņiem pārvietojoties, nesadalās nepārtraukti, bet gan mazos paciņās, ko sauc par fotoniem jeb gaismas kvantiem (iedomājieties tos kā lietus lāses).
B. Ja gaismas frekvence tiek palielināta, palielinās gaismas enerģija. Ja gaismas enerģija tiek palielināta, palielinās elektronu enerģija. Tātad, palielinot gaismas frekvenci, palielinās elektronu enerģija. Atbrīvoto elektronu skaits samazinās, ja gaismas intensitāte samazinās.
C. Gaismas intensitāte ietekmē izplūstošo elektronu skaitu un neietekmē no metāla virsmas izplūstošo elektronu enerģiju. Elektronu enerģiju ietekmē gaismas enerģija, un gaismas enerģiju ietekmē gaismas frekvence jeb gaismas viļņa garums.
D. Fotoelektriskais efekts rodas ultravioletās gaismas frekvencēs jeb viļņu garumos. Ultravioletā gaisma ir robežfrekvence, pie kuras fotonu enerģija var atbrīvot elektronus no metāla virsmas. Infrasarkanā gaisma to nevar, jo tā ir pārāk zema, savukārt rentgena un gamma stari to var, jo to frekvences ir augstākas nekā ultravioletās gaismas frekvences.
E. Gaismas intensitāte ietekmē fotoelektriskā efekta notikumu tikai tad, ja gaismas enerģija ir lielāka par metāla darba funkciju, kur gaismas intensitāte ietekmē izplūstošo elektronu skaitu un neietekmē no metāla virsmas izplūstošo elektronu enerģiju. Metāla darba funkcija ir minimālā enerģija, kas nepieciešama, lai atbrīvotu elektronus no metāla virsmas.
Pareizā atbilde ir C.
2. Pievērsiet uzmanību šādam apgalvojumam:
(1) Fotoelektrisko efektu var izskaidrot, pieņemot, ka cahaya sastāv no enerģijas paketēm
(2) Fotoelektriskā efekta notikums var pierādīt, ka gaisma var uzvesties kā vilnis
(3) No metāla virsmas izstaroto elektronu enerģija ir atkarīga no frekvences.
(4) Fotoelektriskais efekts rodas infrasarkanajā diapazonā.
Pareizais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir…
A. (1) un (2)
B. (1) un (3)
C. (1) un (4)
D. (2) un (3)
E. (2) un (4)
Diskusija
Izpētiet iepriekšējā jautājumā sniegto skaidrojumu.
Pareizā atbilde ir B.
3. Pievērsiet uzmanību sekojošajam apgalvojumam!
(1) To, vai elektroni tiek atbrīvoti no metāla, nosaka ienākošās gaismas viļņa garums.
(2) Ienākošās gaismas intensitāte negarantē elektronu atbrīvošanos no metāla virsmas.
(3) Zem sliekšņa frekvences elektroni joprojām tiks atbrīvoti no metāla, ja vien ienākošās gaismas intensitāte tiks palielināta.
Pareizais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir…
A. (1), (2) un (3)
B. Tikai (1) un (2)
C. Tikai (1) un (3)
D. Tikai (2) un (3)
Tikai E. (3)
Fotoelektriskā efekta apspriešana
Apgalvojums (1): Šis apgalvojums ir patiess. Ja garums vilnis Ja ienākošā gaisma ir mazāka par metāla sliekšņa viļņa garumu, elektroni netiek atbrīvoti.
Apgalvojums (2): Šis apgalvojums ir patiess. Elektronu atbrīvošanās no metāla virsmas ir atkarīga no gaismas frekvences, viļņa garuma vai enerģijas. Gaismas intensitāte ietekmē atbrīvoto elektronu skaitu tikai tad, ja gaismas enerģija vai gaismas frekvence ir lielāka par metāla sliekšņa enerģiju vai sliekšņa frekvenci.
Apgalvojums (3): Šis apgalvojums ir nepareizs. Elektroni atbrīvojas no metāla, ja gaismas frekvence ir lielāka par metāla sliekšņa frekvenci. Elektronu atbrīvošanās no metāla virsmas ir atkarīga no gaismas enerģijas. Gaismas enerģija ir atkarīga no frekvences jeb viļņa garuma (E = hf). Gaismas intensitāte ir saistīta ar gaismas enerģijas emisijas ātrumu, tā neietekmē gaismas enerģijas lielumu.
Ja gaismas enerģija ir lielāka par metāla darba funkciju (minimālo enerģiju, kas nepieciešama, lai atdalītu elektronus no metāla virsmas), gaismas intensitāte ietekmē no metāla atbrīvoto elektronu skaitu. Un otrādi, ja gaismas enerģija ir mazāka par metāla darba funkciju, gaismas intensitāte neietekmē no metāla atbrīvoto elektronu skaitu.
Pareizā atbilde ir B.
4. Pievērsiet uzmanību sekojošajam apgalvojumam!
(1) Apstarojot metālu ar elektromagnētiskajiem viļņiem, no metāla virsmas var izstarot elektronus.
(2) Tas, vai elektroni tiek atbrīvoti no metāla virsmas, ir atkarīgs no ienākošās gaismas frekvences.
(3) Katra metāla darba funkcija ir vienāda
Pareizais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir…
A. (1), (2) un (3)
B. (1) un (2)
C. (1) un (3)
D. (2) un (3)
Tikai E. (3)
Diskusija
Apgalvojums (1): Šis apgalvojums ir patiess. Elektromagnētiskie viļņi sastāv no daudziem viļņu veidiem ar dažādām frekvencēm vai viļņu garumiem. Tikai tādi elektromagnētiskie viļņi, kuru frekvence vai viļņa garums ir lielāks par robežfrekvenci vai viļņa garumu, var izgrūst elektronus no metāla.
Apgalvojums (2): Šis apgalvojums ir patiess. Ja gaismas frekvence ir mazāka par metāla sliekšņa frekvenci, tad elektroni no metāla netiek atbrīvoti. Un otrādi, ja gaismas frekvence ir lielāka par metāla sliekšņa frekvenci, tad elektroni no metāla tiek atbrīvoti.
Apgalvojums (3): Šis apgalvojums ir nepareizs. Darba pienākumi metāls ir minimālais darbs jeb minimālā enerģija, kas nepieciešama elektrona atdalīšanai no metāla virsmas. Katra metāla darba funkcija ir atkarīga no metāla īpašībām.
Pareizā atbilde ir B.
5. Pievērsiet uzmanību sekojošajam apgalvojumam!
(1) Maksimālā kinētiskā enerģija nav atkarīga no intensitātes
(2) Fotoelektriskais efekts rodas ultravioletā diapazonā.
(3) Visu metālu robežfrekvence ir vienāda
(4) Fotonu frekvence ir lielāka par sliekšņa frekvenci
Pareizais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir…
A. (1) un (2)
B. (1) un (3)
C. (2) un (3)
D. (2) un (4)
E. (3) un (4)
Diskusija
Izpētiet arī fotoelektriskā efekta apspriešanu iepriekšējo gadu valsts eksāmenu jautājumu apspriešanā.
Pareizā atbilde ir D.
6. Pievērsiet uzmanību šādiem apgalvojumiem!
(1) Fotonu frekvence > sliekšņa frekvence, elektroni tiek atbrīvoti no metāla
(2) Maksimālo kinētisko enerģiju ietekmē fotonu elektroni
(3) Intensitāte palielina elektronu ātrumu
(4) Frekvence = sliekšņa frekvence, lielākais elektrona ātrums
Pareizais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir…
A. (1) un (2)
B. (1) un (3)
C. (1) un (4)
D. (2) un (4)
E. (3) un (4)
Diskusija
Pareizā atbilde ir B.
5. Pievērsiet uzmanību sekojošajam apgalvojumam!
(1) Intensitāte ietekmē to, vai no metāla tiek atbrīvoti elektroni.
(2) Viļņa garums ietekmē no metāla atbrīvoto elektronu skaitu.
(3) Maksimālo kinētisko enerģiju ietekmē frekvence
(4) No metāla atbrīvoto elektronu skaitu ietekmē gaismas intensitāte, ja gaismas frekvence > metāla sliekšņa frekvence.
Pareizais iepriekš minētais apgalvojums par fotoelektrisko efektu ir….
A. (1) un (2)
B. (1) un (3)
C. (1) un (4)
D. (2) un (3)
E. (3) un (4)
Diskusija
Pareizā atbilde ir E.
Jautājuma avots:
Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai
