A jumaboyev, Z. Mamatov, O‘. A. Xolikulov, sh sh. Yormatov optikadan masalalar to‘plami
Yüklə 1,31 Mb.
|
|
Fotoeffekt. Rentgen nurlanishi
Elektronning chiqish ishi 2,9∙10-19 J bo‘lgan seziy 500 nm to‘lqin uzunlikli nurlar bilan yoritilganda undan uchib chiqadigan fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasini va tezligini toping. Elektronning massasi m=9,1∙10-31 kg. Chiqish ishi 3,8∙10-19 J bo‘lgan litiydan uchib chiqayotgan fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi 0,2∙10-19 J bo‘lsa, fotoeffektni yuzaga keltiruvchi yorug‘lik nurining to‘lqin uzunligi λ ni toping. Metall 400 nm to‘lqin uzunlikli nur bilan yoritilganda undan uchib chiqqan fotoelektronlarning maksimal tezligi 6∙105 m/s bo‘lsa, metalldan elektronning chikish ishini toping. Rubidiy to‘lqin uzunligi 317 nm bo‘yicha ultrabinafsha nurlar bilan yoritilganda undan uchib chiqayotgan fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi 1,84∙10-19J. Rubidiydan elektronning chiqish ishini va fotoeffektning qizil chegarasiga mos keluvchi to‘lqin uzunlikni toping. Elektronning chiqish ishi 6,56∙10-19J bo‘lgan kadmiydan chiqayotgan fotoelektronlarning maksimal tezligi 4∙105 m/s bo‘lsa, kadmiyga tushayotgan nurning to‘lqin uzunligi λ ni toping. Elektronning massasi m=9,1∙10-31 kg. Elektronning chiqish ishi 3,81∙10-19 J bo‘lgan litiy to‘lqin uzunligi 400nm bo‘lgan nur bilan yoritilganda uning sirtidan uchib chiqayotgan fotoelektronlarni batamom tormozlash uchun zarur bo‘lgan kuchlanishni toping?Elektronning zaryadi e=1,6∙10-19C. Natriy uchun elektronlarning chiqish ishi 2,27 eV ga teng. Natriy uchun qizil chegarani toping (nm). Seziydagi elektronlarning chiqish ishi 1,89 eV ga teng. Metall to‘lqin uzunligi 589 nm ga teng bo‘lgan sariq yorug‘lik bilan yoritilgan elektron seziydan qanday tezlik bilan uchib chiqadi? Stoletov tajribasida manfiy zaryadlangan rux plastinka volt yoyining yorug‘ligi bilan yoritilgan. Agar plastinka to‘lqin uzunligi 324 mkm ga teng bo‘lgan yorug‘lik bilan nurlantirilsa, qo‘rg‘oshin plastinka qanday maksimal potensialgacha zaryadlanadi? Elektronning qo‘rg‘oshindan chiqish ishi 3,74 eV ga teng. Anodkuchlanishini o‘zgartirmagan holda katod tolasining cho‘g‘lanishi o‘zgartirilsa, rentgen trubkasini nurlanish “qattiqligi” o‘zgaradimi? Agar mis 400 nm to‘lqin uzunlikli yorug‘lik bilan nurlantirilsa, fotoeffekt yuz beradimi? Agar rux ultrabinafsha yorug‘lik (λ=320 nm) bilan nurlantirilsa, elektronlar ruxdan qanday maskimal tezlik bilan uchib chiqadi? Fotoelektronlarning maksimal tezligi 2500 km/s ga teng bo‘lishi uchun litiyning sirtiga qanday chastotadagi yorug‘lik yo‘naltirish kerak? Agar elektronlar emissisiyasini o‘xtatish uchun 1,75 V to‘xtatuvchi potensiallar farqi berish talab etilsa, elektronlarning tezligi aniqlansin. Kumush sirtidan a) to‘lqin uzunligi 155 nm bo‘lgan ultrabinafsha nurlar bilan b) to‘lqin uzunligi 2,47 pm bo‘lgan γ-nurlar bilan urib chiqariladigan fotoelektronlarning maksimal tezligi aniqlansin. Seziyning sirti to‘lqin uzunligi 400 nm bo‘lgan binafsha yorug‘lik bilan nurlantirilganda fotoelektronlarning maksimal tezligi 650 km/s bo‘lsa, seziy uchun fotoeffektning qizil chegarasi aniqlansin. Agar natriy uchun fotoeffektning qizil chegarsi 500 nm bo‘lsa, elektronlarning natriydan chiqish ishini aniqlang. Agar kumush sirtiga to‘lqin uzunligi 300 nm bo‘lgan binafsha nurlanish yo‘naltirilsa, fotoeffekt kuzatiladimi? Agar fotoeffektning qizil chegarasi 307 nm va fotoelektronlarning maksimal kinetik energiyasi 1 eV bo‘lsa, foton energiyasining qanday qismi fotoelektronlarni urib chiqarishga sarflanadi? Litiy sirtiga monoxromatik yorug‘lik tushadi (λ=310 nm). Eletronlar emissiyasini to‘xtatish uchun 1,7 V dan kam bo‘lmagan tutuvchi potensiallar farqini qo‘yish kerak. Chiqish ishi aniqlansin. Platina plastinkasini ultrabinafsha yorug‘lik nuri bilan nurlantiriish natijasida vujudga kelgan fotoeffektni to‘xtatish uchun 3,7 V tutuvchi potensiallar farqini qo‘yish kerak. Agar platina plastinka boshqa plastinka bilan almashtirilsa, unda tutuvchi potensiallar farqini 6 V gacha ko‘paytirish kerak bo‘ladi. Elektronlarning shu plastinka sirtidan chiqish ishi aniqlansin. Fotoelektronlarning maksimal tezligi 10 Mm/s ga teng bo‘lganda muayyan metallning sirtiga tushayotgan ultrabinafsha nurlanishning to‘lqin uzunligi aniqlansin. Elektronlarning metalldan chiqish ishi hisobga olinmasin. To‘lqin uzunligi 0,3 nm bo‘lgan γ-nurlanish ta’sirida metalldan urib chiqarilgan fotoelektronlarning maksimal tezligi aniqlansin.Elektronlarning metalldan chiqish ishi hisobga olinmasin. γ-fotonlar bilan nurlantirilgan metalldan uchib chiqayotgan fotoelektronlarning maksimal tezligi 291 Mm/s. γ-fotonlarning energiyasi aniqlansin.Elektronlarning metalldan chiqish ishi hisobga olinmasin. Muayyan metall uchun fotoeffektning qizil chegarasi 275 nm. Fotoeffektni vujudga keltiruvchi foton energiyasining minimal qiymati nimaga teng? Muayyan metall uchun fotoeffektning qizil chegarasi 275 nm ga teng. 1) Shu metalldan elektron chiqarilayotganda bajarilgan ish, 2) to‘lqin uzunligi 180 nm bo‘lgan yorug‘lik bilan shu metalldan ajratib olinadigan elektronlarning maksimal tezligi, 3) mazkur elektronlarning maksimal energiyasi topilsin. Metall sirtidan 3 V teskari potensiallar farqi bilan butunlay ushlanadigan elektronlarni ajratuvchi yorug‘likning chastotasi topilsin. Mazkur metallda fotoeffekt tushayotgan yorug‘likning chastotasi 6∙1014 Hz bo‘lganda boshlanadi. Bu metalldan elektron chiqayotganda bajariladigan ish topilsin. Kaliy to‘lqin uzunligi 330 nm bo‘lgan yorug‘lik bilan yoritilganida chiqadigan fotoelektronlar uchun tutuvchi potensial aniqlansin. Platina sirtidan fotoeffektda tutuvchi potensial kattaligi 0,8 V ga teng. Qo‘llanilgan nurlanish to‘lqin uzunligi va fotoeffekt ro‘y bergan maksimal to‘lqin uzunlik topilsin. 4,9 eV energiyali yorug‘lik kvantlari 4,5 eV ish bajargan holda metalldan fotoelektronlarni uzib chiqaradi. Har bir elektron uchib chiqayotganda metall sirtiga berilgan maksimal impulsni toping. Agar biror metall sirtidan 2,2∙1015 Hz chastotali yorug‘lik bilan ajralib chiqadigan fotoelektronlar 6,6 V teskari kuchlanish bilan, 4,6∙1015 Hz chastotali yorug‘lik bilan ajralib chiqadigan fotoelektronlar 16,5 V teskari kuchlanish bilan butunlay tutilsa, Plank doimiysini aniqlang. A.G.Stoletov tajribasi natijalaridan biri quyidagicha ifodalanadi: “Uzunligi 295 nm dank am, sindirish ko;rsatkichi eng yuqori bo;lgan razryadlovchi ta’sirga ega bo‘ladi”. Shu ma’lumotlar asosida elektronlarning molibden sirtidan chiqish ishini toping. Litiyni to‘lqin uzunligi 589 nm bo‘lgan monoxromatik yorug‘lik bilan yoritilsa, fotoeffekt yuz beradimi? Temir, kumush, litiy, natriy, kaliy uchun foteffektning qizil chegarasi mos ravishda 262, 274, 517, 540 va 620 nm ga teng. Elektronning shu metalladan chiqish ishini toping, uni elektron-voltlarda ifodalang. To‘lqin uzunligi 200 nm bo‘lgan nurlar bilan yoritilgan molibden sirtidan uchib chiqayotgan elektronlarning maksimal tezligi qanday bo‘ladi? Metalldan uchib chiqayotgan elektronlarning maksimal tezligi 0,8 Mm/s bo‘lishi uchun rux sirtiga qanday to‘lqin uzunlikdagi elektromagnit nurni yo‘naltirish kerak? Nikel sirtiga monoxromatik yorug‘lik (λ=200 nm) tushmoqda. Nikel uchun fotoeffektning qizil chegarasi 248 nm. Fotonlar energiyasini, elektronlarning chiqish ishini, ularning maksimal kinetik energiyasini va tezligini toping. Platina uchun fotoeffektning qizil chegarasi 198 nm ga yaqin. Agar platina yuqori haroratda qizdirilsa, fotoeffektning qizil chegarsi 220 nm bo‘lib qoladi. Qizdirish elektronlarning chiqish ishini necha elektron-voltga kamaytiradi? Elektrometrga ulangan, zaryadlanmagan metall plastinaga rentgen nurlar dastasi yo‘naltirildi. Plastina 124 V potensialgacha zaryadlangach undan elektronlarlarining chiqishi to‘xtadi. Rentgen nurlarining to‘lqin uzunligini toping. Elektronlarning chiqish ishi hisobga olinmasin. Rubidiy uchun fotoeffektning qizil chegarasi 810 nm. To‘lqin uzunligi 100 nm bo‘lgan ultrabinafsha nurlar ta’sirida rubidiydan urib chiqarilgan elektronlarning birortasi ham tutib qoluvchi maydonni yerga olmasligi uchun fotoelementga qanday tutib qoluvchi kuchlanish qo‘yish kerak? Izolyatsiyalangan metall plastina to‘lqin uzunligi 450 nm bo‘lgan yorug‘lik bilan yoritildi. Elektronlarning metalldan chiqish ishi 2 eV. Yorug‘lik to‘xtovsiz ta’sir qilib turganda plastina qanday potensialgacha zaryadlanadi? Chastotasi 2,2∙1015 Hz bo‘lgan yorug‘lik ma’lum bir metall sirtidan urib chiqargan fotoelektronlar 6,6 V potensial bilan, chastotasi 4,5∙1015 Hz bo‘lgan yorug‘lik urib chiqargan fotoelektronlar esa 16,5 V potensial bilan tutib qolinadi. Plank doimiysini toping. Rentgen trubkasi 10 kV potensiallar ayirmasini o‘tgan elektronning tezligini toping. Rentgen trubasining antikatodida elektronlarning tormozlanishi tufayli vujudga kelgan rentgen nurlari tutash spektridagi eng qisqa to‘lqin uzunligi 0,5 nm. Elektronlarning eng katta tezligi qanday bo‘ladi? Rentgen trubkasining antikatodi tezligi 100 Mm/s bo‘lgan elektronlar bilan bombardimon qilinmoqda. Elektronlarning relyativistik massasi uning tezligiga bog‘liqligini hisobga olib, tutash spektrli rentgen nurlarinishining maksimal chastotasini toping. 40 kV kuchlanishda ishlaydigan trubkada olingan rentgen nurlarining eng qisqa to‘lqin uzunligi 31 pm ga teng. Shu ma’lumotlarga asoslanib Plank doimiysini toping. Rentgen trubkasi 30 kV kuchlanishda ishlaydi. Rentgen nurlanishi to‘lqin uzunligining eng kichik qiymatini toping. Urilish paytidagi tezligi 1300 km/s bo‘lgan elektronning volfram plastinkasidan urib chiqargan elektronning chiqish ishi topilsin. Fotoeffektni yuzaga keltirivchi foton to‘lqinining eng katta uzunligi 0,3 mkm. Elektronning rux sirtidan chiqish ishini toping. To‘lqin uzunligi 1 nm bo‘lgan nurlanish hosil qilish uchun rentgen trubkasiga qancha kuchlanish berish kerak? 50 kV kuchlanish berilgan rentgen trubkasidagi nurlanishning to‘lqin uzunligi hisoblansin. Anod kuchlanishi 100 V bo‘lganda rentgen trubkasi anodiga etib borayotgan elektronlarning maksimal tezligi qanday bo‘ladi? Rentgen trubkasining rentgen spektridagi eng “qattiq” nurlarning chastotasi 1019 Hz bo‘lsa , bu trubka qanday kuchlanish ostida ishlayotgan bo‘ladi? To‘lqin uzunligi 0,45 mkm bo‘lgan nurlanish ostida ruxda fotoeffekt ro‘y beradimi? Chastotasi 1015Hz bo‘lgan yorug‘lik bilan nurlantirilganda litiydan uzilib chiqqan elektronlarning maksimal kinetik energiyasi qanday bo‘ladi? Fotoelektronlarning maksimal tezligi 2000 km/s bo‘lishi uchun seziy sirtiga qanday to‘lqin uzunlikdagi nurlar yo‘naltirish lozim? Seziy uchun fotoeffektning qizil chegarasi 690 nm ga teng. Yüklə 1,31 Mb. Dostları ilə paylaş:
|