Fényelektromos hatás-2

Egy monokromatikus fénysugár hullámhosszának értéke λ = 660nm . A fénysugár egyik fotonjának energiája egyenlő (a fény terjedési sebessége légüres térben c = 3 ⋅10⁸m/ s , a Planck állandó h = 6,6 ⋅10−³⁴ J ⋅ s):

• 3 ⋅10⁻¹⁹ J

• 3 ⋅10⁻¹⁸ J

• 3 ⋅10⁻¹⁷ J

• 3 ⋅10⁻¹⁶ J

A tankönyvben használt jelöléseket alkalmazva, energiamértékegysége van a következő kifejezésnek:

• h ⋅λ

• e ⋅Us

• h /λ

• c /λ

Wolframból kilépő fotoelektron kilépési munkája L_ki = 4,5eV (1eV = 1,6 ⋅10−19 J , a fény terjedési sebessége légüres térben c = 3 ⋅10⁸m/ s , a Planck állandó h = 6,6 ⋅10−³⁴ J ⋅ s ), a wolfram küszöbhullámhossza:

• 0,275 μm

• 0,366 μm

• 0,433 μm

• 1,210 μm

A korpuszkuláris elmélet alapján, a fény fotonokból áll. A fonok energiáját kifejező összefüggés:

• ε = m_ev²/2;

• ε = h ⋅ν, (ν-frekvencia)

• ε =m c ²/2

• ε =m_electron ⋅c²

A fényelektromos jelenséggel kapcsolatban igaz a kijelentés:

• az időegység alatt kibocsátott elektronok száma arányos a fény hullámhosszával;

• elektron kibocsátás jön létre, ha a beeső fény hullámhossza kisebb, mint a küszöb-hullámhossz;

• a kibocsátott elektronok száma arányos az elektromágneses hullám frekvenciájával;

• elektron kibocsátás jön létre, ha a beeső fény frekvenciája kisebb, mint a küszöb-frekvencia;

Egy beeső sugárzás frekvenciája és fényelektromos küszöb-frekvenciája közti különbség 10¹⁵Hz . A kibocsátott fotoelektron maximális sebessége megközelítőleg (m_e= 9,1⋅10⁻³¹ kg , a Planck állandó h = 6,6 ⋅10−³⁴ J ⋅ s :

• 1,2 ⋅10⁶m/ s

• 3,4 ⋅10⁶m/ s

• 5,2 ⋅10⁶m/ s

• 8,5 ⋅10⁶m/ s

Ahhoz ,hogy a külső fényelektromos hatás létrejőjjön egy kötelező feltétel az,hogy:

• a beeső sugárzás erőssége legyen nagyobb mint a telítési áram erőssége

• a beeső sugárzás frekvenciája legyen nagyobb a küszöbfrekvenciánál

• a beeső sugárzás frekvenciája legyen kissebb a küszöbfrekvenciánál

• a zárófeszültség értéke legyen eléggé kicsi ahhoz ,hogy biztosítsa a fotoelektronoknak az anódhoz való

  jutását

Egy sugárzás hullámhossza és frekvenciája között létezik az összefüggés:

• λ=c /ν, ν-frekvencia

• λ = cν, ν-frekvencia

• λ=ν/c, ν-frekvencia

• λ=1/ν, ν-frekvencia

A külső fényelektromos hatást magyarázó Einstein egyenlet:

• hυ + L = mv² / 2, υ-frekvencia

• hυ − L = mv ² / 2, υ-frekvencia

• hυ ₀ + L =mv ² / 2, υ-frekvencia

• hλ /c = L + mv²/2

(15 perc) Egy fotokatód felületére egymást követően két monokromatikus sugárázás esik, melyek hullámhossza

λ₁ = 350nm és λ2 = 540nm, a fotoelektronok maximális sebessége k = 2-szer csökken. A kilépési munka értéke:

• 3 ⋅10⁻¹⁹ J

• 1,5 ⋅10⁻¹⁹ J

• 9 ⋅10−²⁰ J

• 3 ⋅10⁻²⁰ J