ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก โจทย์

แบบฝึกหัด 19.9

1.   (เอ็นทรานซ์) จากการทดลองเพื่อศึกษาปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก  ข้อสรุปต่อไปนี้ข้อใดถูกต้อง

       1.  พลังงานสูงสุดของอิเล็กตรอนขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงเท่านั้น

       2.  สำหรับแสงที่มีความถี่สูงกว่าความถี่ขีดเริ่ม  จำนวนโฟโตอิเล็กตรอนจะเพิ่มมากขึ้นเป็นปฏิภาคกับความถี่ที่เพิ่มขึ้น

       3.  เนื่องจากแสงมีสมบัติเป็นคลื่นเมื่อมีความเข้มสูงก็จะมีพลังงานมาก ทำให้โฟโตอิเล็กตรอนมีพลังงานมากด้วย

       4.  เมื่อแสงที่ตกกระทบโลหะมีความถี่สูงกว่าความถี่ขีดเริ่มจะเกิดโฟโตอิเล็กตรอนขึ้น

ก.  ข้อ 1 และ 3             ข.  ข้อ 2 และ 4                      ค.  ข้อ 4  เท่านั้น                    ง.  คำตอบเป็นอย่างอื่น

2.   (ม.เชียงใหม่) จากการศึกษาปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก   สรุปได้ว่า

        ก.  เมื่อแสงมีความถี่เท่ากับความถี่ขีดเริ่ม ตกกระทบที่ผิวโลหะ จะไม่มีอิเล็กตรอนหลุดจากผิวโลหะ

        ข.  แสงที่มีความถี่ค่าเดียวตกกระทบผิวโลหะต่างชนิดกัน  จะให้โฟโตอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์สูงสุดเท่ากัน

        ค.  เมื่อเพิ่มความเข้มแสงที่ตกกระทบผิวโลหะ  กระแสโฟโตอิเล็กตรอนจะมีค่าเพิ่มขึ้น

        ง.   เมื่อเพิ่มความเข้มแสงที่ตกกระทบผิวโลหะ จำนวนโฟโตอิเล็กตรอนจะเท่าเดิมแต่มีพลังงานสูงขึ้น

3.   (ม.ขอนแก่น)เป็นที่ทราบกันแล้วว่า  อิเล็กตรอนในโลหะสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ และมักจะพบ

       เสมอว่าอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่อยู่ตามบริเวณผิวของโลหะ  เหตุที่อิเล็กตรอนไม่เคลื่อนที่ต่อไปในอากาศ

       เพื่อหนีออกจากโลหะเพราะ

ก.  อากาศไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า                      ข.   อิเล็กตรอนมีพลังงานน้อยกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของโลหะ

ค.  อากาศมีแรงเสียดทานมาก                    ง.   อิเล็กตรอนถูกอะตอมของโลหะยึดจับไว้

4.    (ม.เชียงใหม่) พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนนั้น

        ก.  ไม่ขึ้นกับความเข้มของแสงที่มาตกกระทบ

        ข.  ขึ้นกับกำลังหนึ่งของความเข้มของแสงที่มาตกกระทบ

        ค.  ขึ้นกับกำลังสองของความเข้มของแสงที่มาตกกระทบ

        ง.  ขึ้นกับรากที่สองของความเข้มของแสงที่มาตกกระทบ

5.   (ม.เชียงใหม่)กำหนดให้ฟังก์ชันงานของแทนทาลัมและทองคำเป็น  4.2  eV  และ  4.8  eV  ตามลำดับอยาก

      ทราบว่าต้องการฉายแสงที่มีความยาวคลื่น  270 nm ลงไปบนวัตถุใดจึงจะเกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

      ก.  ไม่เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก                      ข.  แทนทาลัม

      ค.  ทองคำ                                                                        ง.  แทนทาลัมและทองคำ

6.   (เอ็นทรานซ์) โลหะสามชนิดประกอบด้วย  ซีเซียม (Cs)  แบเรียม (Ba)  และแคลเซียม (Ca) มีฟังก์ชันงาน

      เป็น  1.8  , 2.5  และ 3.2  อิเล็กตรอนโวลต์ตามลำดับ  ถ้ามีแสงความยาวคลื่น  400  นาโนเมตร ตกกระทบ

      บนโลหะทั้งสาม  โลหะชนิดใดจะแสดงปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

      ก.   Cs                               ข.   Cs  และ Ba                     ค.   Cs , Ba  และ Ca                             ง.   ไม่เกิดเลย

7.   จงหาค่าความต่างศักย์ที่ใช้ในการหยุดโฟโตอิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์สูงสุดจากแผ่นโลหะแบเรียม

      เมื่อมีแสงความยาวคลื่น  400  นาโนเมตร  ตกกระทบ  กำหนดให้ฟังก์ชันงานของแบเรียมเป็น 2.5

      อิเล็กตรอนโวลต์  และผลคูณระหว่างค่าคงตัวฟลังค์กับความเร็วแสงในสุญญากาศ  1240  eV- nm

       ก.  0.6  โวลต์                  ข.   2.5  โวลต์                        ค.   3.1  โวลต์                        ง.   5.6  โวลต์

8.   (เอ็นทรานซ์) เมื่อฉายรังสีอุลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น  400  นาโนเมตร  ไปที่ผิวโลหะชนิดหนึ่งที่

       มีค่าพลังงานยึดเหนี่ยว  1.8 eV  โฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิวโลหะจะมีพลังงานจลน์เท่าใด

       ก.  0  eV                          ข.   0.5  eV                            ค.   1.3  eV                            ง.   1.8  eV

9.   (เอ็นทรานซ์) โลหะชนิดหนึ่งมีค่าพลังงานยึดเหนี่ยวเท่ากับ 2.0  eV  ถ้ามีแสงที่มีความยาวคลื่น 100 nm

       มากระทบ  พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนที่ออกมาจะมีค่าเท่าใด

        ก.  6.4  eV                     ข.   10.4  eV                          ค.   14.4  eV                          ง.   18.4  eV

10.  (เอ็นทรานซ์) ในการทดลองเรื่องปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก  ใช้แสงความถี่  7x 10 14  Hz ตกกระทบ

        ผิวโลหะที่มีค่าฟังก์ชันงานเท่ากับ  2.3  eV  จงหาความต่างศักย์หยุดยั้งของโฟโตอิเล็กตรอนนี้

        ก.  0.6  โวลต์ ข.   2.3  โวลต์                        ค.   2.9  โวลต์                        ง.   5.2  โวลต์

11.   (เอ็นทรานซ์) เมื่อให้แสงที่มีความยาวคลื่น  450   ตกกระทบผิวโลหะชนิดหนึ่ง  ปรากฏว่าต้องใช้

        ความต่างศักย์ในการหยุดยั้งโฟโตอิเล็กตรอนเท่ากับ  1.5  โวลต์  ถ้าต้องการให้อิเล็กตรอนหลุดออกจาก

        ผิวโลหะได้พอดี ต้องใช้แสงที่มีความยาวคลื่นเท่าใด

        ก.   330  ข.   660                           ค.   990                           ง.   1,220

12.   (เอ็นทรานซ์) กำหนดให้ฟังชันงานของโลหะชนิดหนึ่ง  4.80  eV   จะต้องฉายแสงที่มีความยาวคลื่น

        เท่าใดจึงจะทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากขั้วแคโทด  ที่ทำจากโลหะดังกล่าวแล้วสามารถไปถึงขั้วแอโนด

        ได้พอดี  เมื่อศักย์ไฟฟ้าที่แอโนดต่ำกว่าแคโทดเท่ากับ  1.80 โวลต์

         ก.   125.50            ข.   156.50                     ค.   167.50                     ง.   187.50

13.   (เอ็นทรานซ์) ลวกแมกนีเซียมมีพลังงานยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอน  3.79  eV  ถูกฉายด้วยแสงอัลตราไวโอเลต

        ซึ่งมีความยาวคลื่น  300   โฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดออกมาจะมีพลังงานจลน์มากที่สุดเท่าใด

         (กำหนดให้  h = 6.64 x 10 -34  J.s )

         ก.  0.29  eV                                  ข.   0.36  eV                          ค.   0.48  eV                          ง.   0.62  eV

เฉลย

1.ค  2.ค  3.ข  4.ก  5.ข  6.ข  7.ก  8.ค  9.ข  10.ก  11.ค  12.ง  13.ข