6 voorbeelden van vragen over het foto-elektrisch effect
1. De juiste bewering over het foto-elektrisch effect is…
A. Het verschijnsel kan worden verklaard door licht als een golf te beschouwen.
B. Het aantal elektronen dat van het metaaloppervlak vrijkomt, zal afnemen als de lichtfrequentie wordt verhoogd.
C. De lichtintensiteit heeft geen invloed op de energie van de elektronen die uit het metaaloppervlak komen.
D. Het foto-elektrisch effect treedt op in het infraroodgebied.
E. Het foto-elektrisch effect treedt op, mits de lichtintensiteit die op het metaal valt voldoende hoog is.
Discussie
A. Het foto-elektrisch effect kan worden verklaard door licht te beschouwen als deeltjes, niet als golven. Lichtenergie wordt niet continu verdeeld zoals golven zich voortbewegen, maar in kleine pakketjes die fotonen of lichtkwanta worden genoemd (vergelijk ze met regendruppels).
B. Als de frequentie van licht toeneemt, neemt de energie van het licht toe. Als de energie van licht toeneemt, neemt de energie van de elektronen toe. Dus, het verhogen van de frequentie van licht verhoogt de energie van de elektronen. Het aantal vrijgekomen elektronen neemt af als de lichtintensiteit afneemt.
C. De lichtintensiteit beïnvloedt het aantal elektronen dat vrijkomt, maar niet de energie van de elektronen die van het metaaloppervlak vrijkomen. De energie van de elektronen wordt beïnvloed door de lichtenergie, en de lichtenergie wordt beïnvloed door de frequentie of de golflengte van het licht.
D. Het foto-elektrisch effect treedt op bij frequenties of golflengten van ultraviolet licht. Ultraviolet licht is de drempelfrequentie waarbij fotonenenergie elektronen van een metalen oppervlak kan vrijmaken. Infrarood licht kan dit niet, omdat de frequentie te laag is, terwijl röntgenstraling en gammastraling dit wel kunnen, omdat hun frequenties hoger zijn dan die van ultraviolet licht.
E. De lichtintensiteit beïnvloedt het foto-elektrisch effect alleen wanneer de lichtenergie groter is dan de uittreedarbeid van het metaal. De lichtintensiteit beïnvloedt dan het aantal elektronen dat vrijkomt, maar niet de energie van de elektronen die van het metaaloppervlak loskomen. De uittreedarbeid van het metaal is de minimale energie die nodig is om elektronen van het metaaloppervlak vrij te maken.
Het juiste antwoord is C.
2. Besteed aandacht aan de volgende verklaring:
(1) Het foto-elektrisch effect kan worden verklaard door aan te nemen dat licht bestaat uit energiepakketten
(2) Het foto-elektrisch effect kan aantonen dat licht zich kan gedragen als golf
(3) De energie van elektronen die van het metaaloppervlak worden uitgezonden, hangt af van de frequentie.
(4) Het foto-elektrisch effect treedt op in het infraroodgebied.
De correcte bewering over het foto-elektrisch effect is...
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (1) en (4)
D. (2) en (3)
E. (2) en (4)
Discussie
Bestudeer de uitleg bij de vorige vraag.
Het juiste antwoord is B.
3. Let goed op de volgende verklaring!
(1) Of er elektronen uit het metaal vrijkomen, wordt bepaald door de golflengte van het invallende licht.
(2) De intensiteit van het invallende licht garandeert niet dat er elektronen van het metaaloppervlak vrijkomen.
(3) Beneden de drempelfrequentie zullen er nog steeds elektronen uit het metaal vrijkomen zolang de intensiteit van het invallende licht wordt verhoogd.
De correcte bewering met betrekking tot het foto-elektrisch effect is...
A. (1), (2) en (3)
B. (1) en (2) alleen
C. (1) en (3) alleen
D. (2) en (3) alleen
E. (3) alleen
Bespreking van het foto-elektrisch effect
Bewering (1): Deze bewering is waar. Als de lengte golf Als het invallende licht een kleinere golflengte heeft dan de drempelgolflengte van het metaal, worden de elektronen niet vrijgegeven.
Bewering (2): Deze bewering is waar. De afgifte van elektronen van het metaaloppervlak hangt af van de frequentie, golflengte of energie van het licht. De intensiteit van het licht beïnvloedt het aantal vrijgekomen elektronen alleen wanneer de energie of frequentie van het licht groter is dan de drempelenergie of drempelfrequentie van het metaal.
Bewering (3): Deze bewering is onjuist. Elektronen komen vrij uit het metaal als de lichtfrequentie hoger is dan de drempelfrequentie van het metaal. Het vrijkomen van elektronen uit het metaaloppervlak is afhankelijk van de lichtenergie. Lichtenergie is afhankelijk van de frequentie of golflengte (E = hf). De lichtintensiteit is gerelateerd aan de snelheid waarmee lichtenergie wordt uitgezonden, maar heeft geen invloed op de grootte van de lichtenergie.
Als de lichtenergie groter is dan de uittreedarbeid van het metaal (de minimale energie die nodig is om elektronen van het metaaloppervlak te verwijderen), beïnvloedt de lichtintensiteit het aantal elektronen dat van het metaal vrijkomt. Omgekeerd, als de lichtenergie kleiner is dan de uittreedarbeid van het metaal, heeft de lichtintensiteit geen invloed op het aantal elektronen dat van het metaal vrijkomt.
Het juiste antwoord is B.
4. Let goed op de volgende verklaring!
(1) Elektronen kunnen van het metaaloppervlak worden uitgezonden wanneer het metaal wordt bestraald met elektromagnetische golven.
(2) Of er elektronen van het metaaloppervlak vrijkomen, hangt af van de frequentie van het invallende licht.
(3) De werkfunctie voor elk metaal is gelijk
De correcte bewering met betrekking tot het foto-elektrisch effect is...
A. (1), (2) en (3)
B. (1) en (2)
C. (1) en (3)
D. (2) en (3)
E. (3) alleen
Discussie
Bewering (1): Deze bewering is waar. Elektromagnetische golven bestaan uit vele soorten golven met verschillende frequenties of golflengten. Alleen elektromagnetische golven met een frequentie of golflengte groter dan de drempelfrequentie of -golflengte kunnen elektronen uit metaal verdrijven.
Bewering (2): Deze bewering is waar. Als de frequentie van het licht lager is dan de drempelfrequentie van het metaal, komen er geen elektronen vrij uit het metaal. Omgekeerd, als de frequentie van het licht hoger is dan de drempelfrequentie van het metaal, komen er wel elektronen vrij uit het metaal.
Bewering (3): Deze bewering is onjuist. Functieomschrijving metaal is minimaal werk ofwel de minimale energie die nodig is om een elektron van een metaaloppervlak te verwijderen. De uittreedarbeid van elk metaal hangt af van de eigenschappen van het metaal.
Het juiste antwoord is B.
5. Let goed op de volgende uitspraak!
(1) De maximale kinetische energie is niet afhankelijk van de intensiteit
(2) Het foto-elektrisch effect treedt op in het ultraviolette gebied.
(3) De drempelfrequentie van alle metalen is gelijk
(4) De fotonfrequentie is groter dan de drempelfrequentie
De correcte bewering met betrekking tot het foto-elektrisch effect is...
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (2) en (3)
D. (2) en (4)
E. (3) en (4)
Discussie
Bestudeer ook de bespreking van het foto-elektrisch effect in de analyse van de vragen uit de nationale examens van voorgaande jaren.
Het juiste antwoord is D.
6. Let goed op de volgende uitspraken!
(1) Fotonfrequentie > drempelfrequentie, elektronen worden uit het metaal vrijgemaakt
(2) De maximale kinetische energie wordt beïnvloed door fotonenelektronen
(3) Intensiteit verhoogt de snelheid van elektronen
(4) Frequentie = drempelfrequentie, de grootste elektronensnelheid
De correcte bewering met betrekking tot het foto-elektrisch effect is...
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (1) en (4)
D. (2) en (4)
E. (3) en (4)
Discussie
Het juiste antwoord is B.
5. Let goed op de volgende uitspraak!
(1) De intensiteit heeft invloed op de vraag of er elektronen uit het metaal vrijkomen.
(2) De golflengte beïnvloedt het aantal elektronen dat uit het metaal vrijkomt.
(3) De maximale kinetische energie wordt beïnvloed door de frequentie
(4) Het aantal elektronen dat uit het metaal vrijkomt, wordt beïnvloed door de intensiteit als de frequentie van het licht groter is dan de drempelfrequentie van het metaal.
De correcte bewering hierboven met betrekking tot het foto-elektrisch effect is...
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (1) en (4)
D. (2) en (3)
E. (3) en (4)
Discussie
Het juiste antwoord is E.
Bron van de vraag:
Natuurkundevragen voor het nationale eindexamen voor de bovenbouw van het voortgezet onderwijs/beroepsonderwijs.
