Номер 1, страница 182 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
14.2. Фотоэффект. Опыты А. Г. Столетова. 14. Квантовая физика - номер 1, страница 182.
№1 (с. 182)
Решение. №1 (с. 182)

Решение 2. №1 (с. 182)
Фотоэффект (или фотоэлектрический эффект) — это явление испускания электронов веществом под действием света или любого другого электромагнитного излучения. Электроны, вылетающие из вещества при фотоэффекте, называют фотоэлектронами.
Это явление было открыто Генрихом Герцем в 1887 году. Однако классическая волновая теория света не могла объяснить все его закономерности. Полное теоретическое объяснение было дано Альбертом Эйнштейном в 1905 году на основе квантовой гипотезы Макса Планка. За объяснение фотоэффекта Эйнштейн получил Нобелевскую премию по физике в 1921 году.
Суть объяснения Эйнштейна заключается в том, что свет состоит из дискретных порций энергии, называемых квантами или фотонами. Энергия каждого фотона пропорциональна частоте света: $ E = h\nu $ где $E$ — энергия фотона, $\nu$ (ню) — частота излучения, а $h$ — постоянная Планка ($h \approx 6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}$).
Когда фотон попадает в вещество, он может передать всю свою энергию одному электрону. Чтобы электрон покинул вещество, ему необходимо совершить работу выхода ($A_{вых}$) — преодолеть силы, удерживающие его внутри материала. Работа выхода — это минимальная энергия, которую нужно сообщить электрону, чтобы он покинул поверхность тела. Это характеристика самого вещества.
Если энергия фотона $h\nu$ больше работы выхода $A_{вых}$, то электрон вылетает из вещества. Избыток энергии фотона ($h\nu - A_{вых}$) переходит в кинетическую энергию фотоэлектрона. Это описывается уравнением Эйнштейна для фотоэффекта: $ h\nu = A_{вых} + K_{max} $ где $K_{max}$ — максимальная кинетическая энергия вылетевшего электрона. Максимальная кинетическая энергия также может быть выражена как $K_{max} = \frac{m_e v_{max}^2}{2}$, где $m_e$ — масса электрона, а $v_{max}$ — его максимальная скорость.
Из этого уравнения следуют основные законы фотоэффекта:
- Количество фотоэлектронов, испускаемых в секунду (т.е. фототок насыщения), прямо пропорционально интенсивности падающего света. Более интенсивный свет означает большее число фотонов, которые выбивают большее число электронов.
- Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно зависит от частоты света и не зависит от его интенсивности.
- Для каждого вещества существует минимальная частота света $\nu_{min}$ (называемая красной границей фотоэффекта), ниже которой фотоэффект не наблюдается, какой бы интенсивной ни была световая волна. Это происходит, когда энергия фотона равна работе выхода: $h\nu_{min} = A_{вых}$.
- Фотоэффект практически безынерционен, то есть испускание электронов начинается почти мгновенно после начала освещения (задержка составляет менее $10^{-9}$ с).
Различают внешний и внутренний фотоэффект.
- Внешний фотоэффект — это описанное выше явление, когда электроны вылетают за пределы вещества (например, в вакуум). Он используется в фотоэлектронных умножителях (ФЭУ) и вакуумных фотоэлементах.
- Внутренний фотоэффект — это явление, при котором под действием света электроны не покидают вещество, а переходят внутри него в свободное состояние (в зону проводимости), увеличивая его электропроводность. Этот тип фотоэффекта лежит в основе работы полупроводниковых фотоприемников: фотодиодов, фоторезисторов, а также солнечных батарей (фотовольтаический эффект).
Ответ:
Фотоэффект — это явление испускания электронов веществом под действием света. Оно объясняется квантовой теорией, согласно которой свет состоит из частиц-фотонов. Энергия фотона $E = h\nu$ расходуется на преодоление электроном работы выхода $A_{вых}$ из вещества и на сообщение ему кинетической энергии $K_{max}$. Этот процесс описывается уравнением Эйнштейна: $h\nu = A_{вых} + K_{max}$. Существование "красной границы" (минимальной частоты света, вызывающей фотоэффект) и зависимость энергии электронов только от частоты, а не от интенсивности света, являются ключевыми доказательствами квантовой природы света.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 1 расположенного на странице 182 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №1 (с. 182), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.