Фотоелектрични ефекти – проблеми и решења
1. Тачна изјава о фотоелектричном ефекту је …
А. Може се објаснити посматрањем светлости као таласа
Б. Број електрона које ослобађа метална површина смањиће се ако се фреквенција светлости повећа
C. Интензитет светлости не утиче на енергију електрона који излазе са површине метала
D. Фотоелектрични ефекат се јавља у инфрацрвеном подручју
E. Фотоелектрични ефекат ће се јавити када је интензитет светлости метала велики
Решење
A. Фотоелектрични ефекат се може објаснити посматрањем светлости као честице, а не као таласа. Светлосна енергија се не дистрибуира континуирано како се таласи крећу, већ су то мали пакети који се називају фотони, односно кванти светлости (замислите то као кишницу).
Б. Ако се фреквенција светлости повећа, онда се повећава број електрона који излазе са површине метала. Када се фреквенција светлости повећа, енергија светлости се повећава. Што је већа енергија апсорбована, више електрона излази са површине метала.
C. Интензитет светлости одговара брзини емисије енергије или брзини светлосне енергије на површини метала. Повећање интензитета светлости не значи да се повећава и енергија светлости. Енергија фотона (E = hf) зависи од фреквенције (f) или таласне дужине и Планкове константе (h).
D. Фотоелектрични ефекат се јавља на фреквенцији или таласној дужини ултраљубичастог светла, односно ултраљубичастих зрака. Ултраљубичаста фреквенција је гранична фреквенција на којој је енергија фотона способна да ослободи електроне са површине метала. Инфрацрвена фреквенција не може јер је премала, иначе би фреквенција рендгенских и гама зрака могла бити последица веће фреквенције од ултраљубичастих.
E. Интензитет светлости не утиче на фотоелектрични ефекат
Тачан одговор је Ц.
2.
(1) Фотоелектрични ефекат се може објаснити претпоставком да се светлост састоји од енергетских пакета
(2) Фотоелектрични ефекат може доказати да се светлост може понашати као талас
(3) Енергија електрона која излази са површине метала зависи од фреквенције
(4) Фотоелектрични ефекат се јавља у близини инфрацрвеног подручја
Тачна тврдња о фотоелектричном ефекту је…
А. (1) и (2)
Б. (1) и (3)
Ц. (1) и (4)
Д. (2) и (3)
Е. (2) и (4)
Решење
Тачан одговор је Б.
[ирп]
3.
(1) Одвајање електрона од метала одређено је таласном дужином улазне светлости
(2) Интензитет долазеће светлости не гарантује уклањање електрона са површине метала
(3) Испод прага фреквенције, електрони остају ван метала док се интензитет улазне светлости повећава
Тачна изјава која се односи на фотоелектрични ефекат је…
Решење
Тврдња (1): Ова тврдња је тачна. Ако је таласна дужина која долази мања од таласне дужине металног прага, онда се електрони не ослобађају.
Тврдња (2): Ова тврдња је тачна. Излазак електрона са површине метала зависи од фреквенције или таласне дужине или светлосне енергије.
Тврдња (3): Ова тврдња је нетачна. Електрони излазе из метала ако је фреквенција светлости већа од фреквенције прага метала. Одсуство електрона са површине метала зависи од енергије светлости, а не од интензитета светлости. Светлосна енергија зависи од фреквенције или таласне дужине (E = hf). Интензитет светлости је повезан са брзином емитовања светлосне енергије.
4.
(1) Електрони могу да излазе из металних површина када је метал зрачен електромагнетним таласима
(2) Одвајање електрона од металне површине зависи од фреквенције улазне светлости
(3) Излазни рад за сваки метал је исти
Тачна изјава која се односи на фотоелектрични ефекат је…
Решење
Тврдња (1): Ова тврдња је тачна. Електромагнетни таласи се састоје од много врста таласа који имају различите фреквенције или таласне дужине. Само електромагнетни таласи који имају фреквенцију или таласну дужину већу од прага или фреквенције таласне дужине могу уклонити електроне из метала.
Тврдња (2): Ова тврдња је тачна. Ако је фреквенција светлости мања од граничне фреквенције метала, онда је електрон неодвојив од метала. Супротно томе, ако је фреквенција светлости већа од граничне фреквенције метала, електрони се ослобађају из метала.
Тврдња (3): Ова тврдња је нетачна. Излазни рад метала је минимални рад или минимална енергија потребна за уклањање електрона са површине метала. Излазни рад за сваки метал зависи од карактеристика метала.
[ирп]
5.
( 1) Електрони који се емитују у фотоелектричном ефекту називају се фотонски електрони
(2) Брзина зрачења електрона не зависи од интензитета светлости која пада на површину метала
(3) Кинетичка енергија емитованих електрона зависи од енергије светлосних таласа на површини метала
(4) Да би се уклонили електрони са металне површине независно од прага фреквенције (fo)
Тачна тврдња о фотоелектричном ефекту је...
Решење
(1) Електрони који се зраче називају се фотоелектрони
(2) Брзина зрачења електрона одговара броју или броју електрона емитованих током одређеног временског периода. На брзину емитованих електрона утиче интензитет светлости, где је интензитет светлости повезан са брзином преноса светлости. Интензитет светлости утиче само када је енергија светлости већа од енергије металног прага. Ако је енергија светлости мања од енергије прага метала, интензитет светлости нема утицаја.
(3) Ова тврдња је тачна. Кинетичка енергија емитованих електрона зависи од енергије светлосних таласа на површини метала. Електрон се ослобађа са површине метала само када је светлосна енергија већа од прага енергије метала.
(4) Ова изјава је нетачна. Ако је фреквенција долазног светлосног таласа мања од фреквенције прага метала, електрони се не ослобађају. Дакле, пражњење електрона зависи од фреквенције прага.
6.
(1) фреквенција светлости која осветљава катоду мора бити већа од граничне фреквенције
(2) радна функција металне катоде је већа од енергије светлости која осветљава катоду
(3) праг таласне дужине мора бити већа од таласне дужине светлости која пада на катоду
(4) кинетичка енергија електрона ослобођених са катоде мора бити већа од прага енергије
Да би се фотоелектрони сусрели:
Решење
(1) Ова изјава је тачна. Фотоелектрични процес се дешава када је фреквенција светлости која осветљава катодни метал већа од граничне фреквенције катодног метала.
(2) Ова изјава је нетачна. Излазни рад је минимални рад или минимална енергија потребна за ослобађање електрона. Да би дошло до фотоелектричног процеса, светлосна енергија мора бити већа од излазног рада металне катоде.
(3) Ова изјава је нетачна. Фотоелектрични процес се дешава када таласна дужина светлости осветли катоду, већа од граничне таласне дужине металне катоде.
(4) Ова изјава је тачна. Да би електрони изашли из метала, кинетичка енергија мора бити већа од прага енергије катодног метала.
Тачни одговори су (1) и (4).
[ирп]
7. Обратите пажњу на следећу изјаву:
(1) Радна снага метала мора бити мања од светлосне енергије која осветљава металну катоду
(2) Енергија катодног прага је већа од светлосне енергије која осветљава метал катоде
(3) Кинетичка енергија електрона ослобођених са катоде је увек већа од енергије катодног прага
(4) Кинетичка енергија електрона ослобођених са површине катоде је пропорционална енергији светлости која осветљава катоду
Тачна изјава о фотоелектричном ефекту је…
Решење
(1) Ова изјава је тачна
(2) Ова изјава је нетачна
(3) Ова изјава је тачна
(4) Ова изјава је тачна само ако је енергија светлости која пада на катоду већа од прага енергије метала катоде. Ако је светлосна енергија мања од прага енергије метала, онда се електрони не могу одвојити од површине метала катоде.
[ирп]
