Контрольная работа по физике в 11 классе по теме "Квантовая физика"

Контрольная работа по теме «Волновые и квантовые свойства света»

11 класс

Цель: выявить знания учащихся по теме «Волновые и квантовые свойства света».

Вариант I

1. Какова красная граница фотоэффекта для алюминия, если работа выхода электрона равна 6 · 10^-19 Дж? (Ответ: 3,3 · 10^-7 м.)

2. Определить энергию, массу и импульс фотона, длина волны которого 500 нм. (Ответ: 4 · 10^-19 Дж; 4,4 ·10^-36 кг.)

3. Работа выхода электрона из цезия равна 3 · 10^-19 Дж. Найдите длину волны падающего света на поверхность цезия, если скорость фотоэлектронов равна 0,6 · 10⁶ м/с. (Ответ: 428 нм.)

4. На поверхность площадью 1,5 см² падает нормально монохроматический свет с длиной волны 663 нм. Свет полностью поглощается поверхностью. Определите, какой импульс передан поверхности, если за время 1 с на нее попало 2 · 10¹⁸ фотонов. Какое давление оказывает свет на поверхность? (Ответ: 2 · 10^-9 Н е; 13 · 10^-6 Па.)

5. На сколько градусов нагреется за 1 с капля воды массой 0,2 г, если она ежесекундно поглощает 10¹⁰ фотонов с длиной волны 750 нм? Потерями энергии пренебречь. (Ответ: 3,1 · 10^-9К.)

Задача повышенной сложности

Протон движется со скоростью 7,7 · 10⁶ м/с. На какое наименьшее расстояние может приблизиться этот протон к ядру атома алюминия? Влиянием электронной оболочки атома алюминия пренебречь. Масса протона 1,67 · 10^-27 кг. (Ответ: 6 · 10^-14 м.)

Вариант II

1. Какой частоты свет следует направить на поверхность лития, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2,5 · 10⁶ м/с? Работа выхода электронов из лития 2,39 эВ. (Ответ: 4,87 · 10¹⁵ Гц.)

2. Найти энергию, массу и импульс фотона для инфракрасных лучей (v = 10¹² Гц). (Ответ: 6,6 · 10^-22 Дж; 7,3 · 10^-39 кг.)

3. Фотоэффект у данного металла начинается при частоте света 6 · 10¹⁴ Гц. Рассчитайте частоту излучения, падающего на поверхность металла, если вылетающие с поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов 3 В. (Ответ: 1,32 · 10¹⁵ Гц.)

4. Сколько фотонов видимого света с длиной волны 560 нм излучает лампа мощностью 40 Вт в 1 с, если ее тепловая отдача составляет 5 %? (Ответ: 56 · 10¹⁷.)

5. Медный шарик, удаленный от других тел, облучается монохроматическим излучением, длина волны которого 2 · 10^-7 м. До какого максимального потенциала зарядится шарик, если работа выхода электронов с поверхности меди равна 4,5 эВ? (Ответ: 1,7 В.)

Задача повышенной трудности

Одна из пластин незаряженного плоского конденсатора освещается рентгеновскими лучами, вырывающими из нее электроны со скоростью 10⁶ м/с. Электроны собираются на второй пластине. Через какое время фотопоток между пластинами прекратится, если с каждого квадратного сантиметра площади вырываются ежесекундно 10¹³ электронов? Расстояние между пластинами - 10 мм. (Ответ: 1,57 · 10^-7 с.)