21 Rechenbeispiele zum Kapitel

643
🖩

Auf eine ideal reflektierende Fläche von 1 cm² wirkt eine Strahlung mit der Leistung 10 W. Wie groß ist der entstehende Strahlungsdruck?

644
🖩

Röntgenphotonen

Wie groß sind Energie, Masse, Impuls der Röntgenphotonen, die in einer Bildröhre (altes Fernsehgerät)mit der Beschleunigungsspannung 20 kV entstehen?

645
🖩

Eine Fotokathode aus Kalium (`W_"A"=2,24" eV"`) wird mit Licht bis zu einer kürzesten Wellenlänge `λ=238" nm"` bestrahlt.

Welche größte Geschwindigkeit besitzen die ausgelösten Fotoelektronen?

Bei welcher Gegenspannung werden alle Elektronen abgebremst?

646
🖩

Wie groß ist der maximale Impuls der Röntgen-Photonen, die in einer Bildröhre (altes Fernsehgerät) entstehen? (`U=16" kV"`)

647
🖩

Barium hat die Austrittsarbeit `1,9" eV"` und wird mit UV-Licht der Wellenlänge `240" nm"` bestrahlt.

Wie groß sind die Grenzwellenlänge und die Grenzfrequenz für den Fotoeffekt?

Mit welcher (maximalen) Geschwindigkeit verlassen die Fotoelektronen dieses Metall?

648
🖩

Wie groß ist die Austrittsarbeit eines Metalls, aus dem sichtbares Licht gerade keine Elektronen auslösen kann? (Fotoeffekt)

663
🖩

Fotozelle

Eine Fotozelle wird mit einer Lichtleistung von 20 mW bestrahlt. Wenn die gesamte eingestrahlte Energie zur Auslösung von Fotoelektronen verwendet wird, so fließt ein Fotostrom von 8,5 mA. Wie groß kann höchstens die Austrittsarbeit der Kathode sein?

664
🖩

Eine Natriumfotozelle, bei der die Austrittsarbeit 1,91 eV beträgt, wird mit Licht der Wellenlänge 650 nm bestrahlt. Die Lichtleistung am Ort der Fotoschicht beträgt 10 mW. Wie groß ist die Stromstärke in der Zelle, wenn die gesamte eingestrahlte Energie zur Erzeugung von Fotoelektronen verwendet wird?

674
🖩

Wie groß ist (maximal) die Masse der Röntgen-Photonen, die in einer Bildröhre (altes Fernsehgerät) entstehen? (`U=26" kV"`)

682
🖩

Fotoeffekt

Bei Bestrahlung eines Metalls mit Licht der Wellenlänge 564 nm muss man eine Gegenspannung von 1,35 V anlegen, um den Fotostrom bis auf 0 zu regeln. Welche Geschwindigkeit haben Fotoelektronen, die aus diesem Metall von Licht der Wellenlänge 437 nm ausgelöst werden?

685
🖩

Elektronen werden auf die Geschwindigkeit `v = 2,17·10^7" m/s"` beschleunigt und treffen dann auf eine Metallplatte.
Wie groß sind Masse und Impuls der dabei entstehenden Photonen?

1326
🖩

Eisen besitzt die Austrittsarbeit `4,63" eV"`. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Fotoelektronen dieses Metall, wenn Strahlung mit der Wellenlänge von `180" nm"` auftrifft?

1327
🖩

Lithium besitzt die Austrittsarbeit `2,9" eV"`. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Elektronen dieses Metall bei Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge `240" nm"`?

1746
🖩

Wie viele Photonen treffen (von der Sonne kommend) auf einem Quadratmeter der Erdoberfläche ein?

1747
🖩

Die Austrittsarbeit für Cäsium ist 2,14 eV.

Wie groß sind die Grenzfrequenz und die Grenzwellenlänge?

1748
🖩

Bei Zink liegt die langwellige Grenze des Fotoeffekts bei 286 nm. Wie groß ist die Austrittsarbeit für dieses Metall?

1750
🖩

Photonen

Eine Glühlampe strahlt mit einer Leistung von 60 W Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 520 nm aus.

Wie groß sind Energie, Impuls und Masse der ausgesandten Photonen?

1751
🖩

Photonen

Eine Glühlampe strahlt mit einer Leistung von 60 W Licht mit einer mittleren Wellenlänge von 520 nm aus.

Wie viele Photonen sendet die Lampe pro Sekunde aus, wenn ca. 1% der elektrischen Leistung in Licht umgewandelt wird?

4293
🖩

Solarkonstante

Die Solarkonstante beträgt `1,0" kW/m²"`.

a) Wie viele Photonen zu je `3,0*10^-19" J"` sind das?

b) Wie viele Photonen sind pro m³ vorhanden?

4429
🖩

Berechnen Sie die Grenzwellenlänge und Grenzfrequenz des Fotoeffekts für Zink!

6436
🖩

Cäsium besitzt die Austrittsarbeit `2,14" eV"`. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen die Elektronen dieses Metall bei Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge `210" nm"`?

 

NaWi@HTL 3 bis 4

74. Photonen

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