12.04.2022г.  ГРУППА  305.  ФИЗИКА.

ТЕМА.  «ФОТОН. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «ФОТОЭФФЕКТ»

 В современной физике фотон рассматривается как одна из элементарных частиц.
Энергия и импульс фотона.
При испускании и поглощении свет, ведет себя подобно потоку частиц с энергией Е = hv, зависящей от частоты. Порция света оказалась неожиданно очень похожей на то, что принято называть частицей. Свойства света, обнаруживаемые при его излучении и поглощении, назвали корпускулярными. Сама же световая частица была названа фотоном, или квантом электромагнитного излучения.

 Фотон, подобно частице, обладает определенной порцией энергии hv. Энергию фотона часто выражают не через частоту v, а через циклическую частоту.

«Фотон и его свойства»
1. Не имеют заряда
2. Движутся со скоростью света
3. Существуют только в движении
4. Энергия фотонов Е = h ν = h с / λ = m c²
5. Масса фотонов m = h ν / c²
6. Импульс фотонов р = m c = h ν / c
= h / λ = E /c
7. Оказывают  давление на вещество.
Вопрос: какие явления доказывают существование таких необычных частиц как фотоны? Воспользуйтесь вашими знаниями из курса физики, биологии, ОБЖ..
Объясните их  с точки зрения квантовой физики
1.Явление фотоэффекта
2.Явление фотосинтеза
3.Мутация ДНК
4.Эффект Комптона – при прохождении рентгеновских лучей через вещество происходит увеличении длины волны рассеянного излучения по сравнению с длиной волны падающего излучения.

.:РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ:
№1
Один лазер излучает монохроматический свет с длиной волны λ₁=300нм , другой — с длиной волны λ₂=700нм. Каково отношение импульсов p₁/p₂ фотонов, излучаемых лазерами?
(Ответ округлите до десятых.)
Решение: Импульсы двух лазеров определим по формулам:

P₁  =h/λ₁;             p₂ = h/λ₂

Тогда , p1 / p₂  = h/λ₁  / h/λ₂ = λ₂ /₁  = 700 /300 = 2,3
№2.
Чему равна энергия фотона, соответствующая световой волне частотой 6,3∙ 10¹⁴ Гц ?

Находим формулу для энергии фотона, выраженной через частоту  Е =h ∙√, где h – постоянная Планка, которая равна 6,63 ∙10^-34 Дж ∙с. Подставляем:

Е = 6,63∙ 10^-34 ∙6,3 ∙10¹⁴ = 4,2∙ 10^-19  Дж

Самостоятельная работа по теме: Фотоэффект. Фотоны

1 вариант

1.     Определить работу выхода электронов из натрия, если красная граница фотоэффекта равна 500 нм.

Ответ: 1) 2,48 Эв 2) 4,28 эВ 3) 9,84 эВ

2.     Работа выхода электронов с поверхности металла составляет 2,5 эВ. Фотоэлектроны вылетают со скоростью 0,2*10⁶ м/с, Определить чему равна длина волны света, облучающего поверхность металла.( масса электрона = 9,1 * 10^-31 кг)

Ответ: 1) 475 нм 2) 675 нм 3)433 нм

3.     Определить массу и импульс и энергию фотона для излучения длиной волны 1 мкм

2 вариант

1.     Наибольшая длина волны света, при которой происходит фотоэффект для вольфрама 0,275 мкм. Чему равна работа выхода?

Ответ:      1) 8,22 *10^-19 Дж 2) 7,22 *10^-19 Дж 3) 6,62 *10^-19 Дж

 

2.     Работа выхода для платины 8,5*10^-19 Дж. Определить наибольшую длину волны света , при которой может происходить фотоэффект.

Ответ:   1) 2,34 *10^-7 м 2) 2,34 *10⁷ м 3) 3,8*10^-7 м

        3.Найдите энергию, массу и импульс фотона красного света, длина волны которого 0,7 мкм

3 вариант.

1.     На цинковую пластину, работа выхода которой 4эВ, падает монохроматический свет длиной волны 220 нм. Определите максимальную скорость фотоэлектронов.

Ответ:       1) 760км/с 2) 0,7 *10^-7 м/с 3) 3,8*10 ⁶ м

2.     Энергия фотона 3,2*10^-19 Дж. Какая длина волны ему соответствует?

3.     Ответ:           1)0,72 мкм 2) 0,62 мкм 3) 0,47мк м

       3.Определите массу и импульс фотона, с соответствующего длине волны 100 пм.

РЕШАЕТЕ ЛЮБОЙ ВАРИАНТ, ТОЛЬКО НЕ ЗАБУДЬТЕ УКАЗАТЬ, КАКОЙ