Fotoelektriske effekter – problemer og løsninger
1. Den riktige påstanden om den fotoelektriske effekten er …
A. Kan forklares ved å betrakte lys som en bølge
B. Elektroner som frigjøres av metalloverflaten vil avta hvis lysfrekvensen øker
C. Lysintensiteten påvirker ikke energien til elektronene som kommer ut av metalloverflaten.
D. Den fotoelektriske effekten oppstår i det infrarøde området
E. Den fotoelektriske effekten vil oppstå når metallets lysintensitet er stor
Oppløsning
A. Den fotoelektriske effekten kan forklares ved å betrakte lys som en partikkel, ikke som en bølge. Lysenergi fordeles ikke kontinuerlig mens bølgene beveger seg, men er små pakker kalt fotoner, også kjent som lyskvanter (bare forestill deg det som regnvann).
B. Hvis lysfrekvensen øker , øker elektronene som kommer ut av metalloverflaten. Når lysfrekvensen øker, øker lysets energi. Jo mer energi absorberes, desto flere elektroner kommer ut av metalloverflaten.
C. Lysintensiteten tilsvarer hastigheten på energiutsendelsen eller lysenergiens hastighet på metalloverflaten. Forstørret lysintensitet betyr ikke at lysenergien forstørres. Fotonenergien (E = hf) avhenger av frekvensen (f) eller bølgelengden og Plancks konstant (h).
D. Fotoelektrisk effekt oppstår ved frekvensen eller bølgelengden til ultrafiolett lys, også kjent som ultrafiolette stråler. Den ultrafiolette frekvensen er terskelfrekvensen der fotonenergien er i stand til å frigjøre elektroner fra metalloverflaten. Den infrarøde frekvensen kan ikke være for liten, ellers kan frekvensen av røntgenstråler og gammastråler skyldes høyere frekvens enn ultrafiolett.
E. Lysstyrken påvirker ikke den fotoelektriske effekten
Det riktige svaret er C.
2.
(1) Den fotoelektriske effekten kan forklares ved å anta at lys består av energipakker
(2) Den fotoelektriske effekten kan bevise at lys kan oppføre seg som en bølge
(3) Elektronenergien som kommer ut av metalloverflaten avhenger av frekvensen
(4) Den fotoelektriske effekten oppstår i nærheten av det infrarøde området
Den sanne påstanden om den fotoelektriske effekten er ...
A. (1) og (2)
B. (1) og (3)
C. (1) og (4)
D. (2) og (3)
E. (2) og (4)
Oppløsning
Riktig svar er B.
[IRP]
3.
(1) Elektronenes avløsning fra metallet bestemmes av bølgelengden til det innkommende lyset.
(2) Intensiteten til det innkommende lyset garanterer ikke fjerning av elektroner fra metalloverflaten
(3) Under terskelfrekvensen forblir elektronene utenfor metallet ettersom intensiteten til det innkommende lyset forsterkes.
Den korrekte påstanden om den fotoelektriske effekten er ...
Oppløsning
Påstand (1): Denne påstanden er sann. Hvis bølgelengden som kommer inn er mindre enn bølgelengden til metallterskelen, frigjøres ikke elektronene.
Påstand (2): Denne påstanden er sann. Utgangen av elektroner fra metalloverflaten avhenger av frekvensen eller bølgelengden eller lysenergien.
Påstand (3): Denne påstanden er feil. Elektroner kommer ut av metall hvis lysfrekvensen er større enn metallets terskelfrekvens. Fraværet av elektroner fra metalloverflaten avhenger av lysets energi snarere enn av lysets intensitet. Lysenergi avhenger av frekvens eller bølgelengde (E = hf). Lysintensiteten er relatert til hastigheten på lysenergien som sendes ut.
4.
(1) Elektroner kan komme ut av metalloverflater når metall utstråles av elektromagnetiske bølger
(2) Elektronenes avløsning fra metalloverflaten avhenger av frekvensen til det innkommende lyset.
(3) Arbeidsfunksjonen for hvert metall er den samme
Den korrekte påstanden om den fotoelektriske effekten er ...
Oppløsning
Påstand (1): Denne påstanden er sann. Elektromagnetiske bølger består av mange typer bølger som har forskjellige frekvenser eller bølgelengder. Bare elektromagnetiske bølger som har en frekvens eller bølgelengde større enn terskel- eller bølgelengdefrekvensen kan fjerne elektroner fra metallet.
Påstand (2): Denne påstanden er sann. Hvis lysfrekvensen er mindre enn metallets terskelfrekvens, er elektronet uatskillelig fra metallet. Omvendt, hvis lysfrekvensen er større enn metallets terskelfrekvens, frigjøres elektronene fra metallet.
Påstand (3): Denne påstanden er usann. Metallarbeidsfunksjonen er minimumsarbeidet eller minimumsenergien som kreves for å fjerne elektroner fra metalloverflaten. Arbeidsfunksjonen for hvert metall avhenger av metallets egenskaper.
[IRP]
5.
( 1) Elektronene som utstråles i den fotoelektriske effekten kalles fotonelektroner
(2) Den utstrålte elektronhastigheten avhenger ikke av lysintensiteten som påvirker metalloverflaten.
(3) Den kinetiske energien til de utsendte elektronene avhenger av energien til lysbølgene på metalloverflaten.
(4) Å fjerne elektroner fra en metalloverflate uavhengig av terskelfrekvens (fo)
Den sanne påstanden om den fotoelektriske effekten er ...
Oppløsning
(1) Elektroner som utstråles kalles fotoelektroner
(2) Den utstrålte elektronhastigheten tilsvarer antallet eller antall elektroner som sendes ut over en tidsperiode. Hastigheten til utstrålte elektroner påvirkes av lysintensiteten, der lysintensiteten er relatert til lystransmisjonshastigheten. Lysintensiteten påvirker bare når lysenergien er større enn energien til metallterskelenergien. Hvis lysenergien er mindre enn metallets terskelenergi, har lysintensiteten ingen effekt.
(3) Denne påstanden er sann. Den kinetiske energien til de utsendte elektronene avhenger av energien til lysbølgene på metalloverflaten. Elektronet frigjøres fra metalloverflaten bare når lysenergien er større enn metallets terskelenergi.
(4) Denne påstanden er feil. Hvis frekvensen til den innkommende lysbølgen er mindre enn den metalliske terskelfrekvensen, frigjøres ikke elektronene. Så utladningen av elektroner avhenger av terskelfrekvensen.
6.
(1) lysfrekvensen som belyser katoden må være større enn terskelfrekvensen
(2) metallkatodens arbeidsfunksjon er større enn lysenergien som belyser katoden
(3) terskelbølgelengden må være større enn bølgelengden til lyset som skinner på katoden
(4) den kinetiske energien til elektroner som frigjøres fra katoden må være større enn terskelenergien
For at fotoelektroner skal bli møtt:
Oppløsning
(1) Denne påstanden er sann. Fotoelektrisk effekt skjer når lysfrekvensen som belyser katodemetallet er større enn terskelfrekvensen til katodemetallet.
(2) Denne påstanden er feil. Arbeidsfunksjonen er minimumsarbeid eller minimumsenergi som kreves for å frigjøre elektroner. For at fotoelektrisk energi skal oppstå, må lysenergien være større enn arbeidsfunksjonen til metallkatoden.
(3) Denne påstanden er feil. Fotoelektrisk effekt skjer når lysets bølgelengde belyser katoden, som er større enn terskelbølgelengden til metallkatoden.
(4) Denne påstanden er sann. For å unnslippe metallet, må elektronenes kinetiske energi være større enn terskelenergien til katodemetallet.
De riktige svarene er (1) og (4).
[IRP]
7. Legg merke til følgende utsagn:
(1) Metallets arbeidsfunksjon må være mindre enn lysenergien som belyser metallkatoden.
(2) Energien til katodeterskelen er større enn lysenergien som belyser katodemetallet
(3) Den kinetiske energien til elektroner som frigjøres fra katoden er alltid større enn energien til katodeterskelverdien.
(4) Den kinetiske energien til elektroner som frigjøres fra katodeoverflaten er proporsjonal med energien til lyset som belyser katoden.
Den nøyaktige påstanden om den fotoelektriske effekten er ...
Oppløsning
(1) Denne påstanden er sann
(2) Denne påstanden er feil
(3) Denne påstanden er sann
(4) Denne påstanden er bare sann hvis energien til lyset som skinner på katoden er større enn terskelenergien til katodemetallet. Hvis lysenergien er mindre enn terskelenergien til metallet, kan ikke elektronene separeres fra overflaten av katodemetallet.
[IRP]
