5.3 Övningar

En fotocell fungerar med hjälp av den fotoelektriska effekten. När man belyser en fotocell som är gjord av kalium, frigörs elektroner som börjar driva en ström i en krets. Man kopplar sedan på en spänning UB (kallas backspänning) som vill driva strömmen åt andra hållet. Vid en viss backspänning kan man få strömmen att upphöra. I nedanstående tabell redovisas en mätserie där man mätt den backspänning som krävts för att göra kretsen strömlös, som funktion av den filterförsedda kvicksilverlampans våglängder

[nm]	UB [V]
2537	246
3655	115
4047	080
4358	059
5461	020

Beräkna ur dessa mätningar, ett värde på Plancks konstant h och utträdesarbetet för kalium.

Högenergetiska fotoner med våglängden 00295nm, Comptonsprids mot (fria) elektroner i en vinkel av 45 från sin ursprungsriktning.

Vad har de spridda elektronerna för kinetisk energi, rörelsemängd och riktning?

Aluminiummetallen har sina yttersta elektroner bundna med 408eV. I ett fotoelektriskt experiment utsättes metallen för ljus av våglängden 250nm. Med vilken hastighet slungas elektronerna ut?

I ett experiment med Comptonspridning av strålning med =01nm uppmättes den spridda strålningen vinkelrätt mot den inkommande. Vilken våglängd förväntar vi oss finna i denna riktning? Vilken vinkel bildar elektronen men den inkommande fotonriktningen?

En metod att bestämma avståndet mellan atomlagren i en kristall är att bestråla kristallen med röntgenstrålning med våglängden 0,1 nmför en massa olika vinklar. Då infallsvinkeln mot kristallen är 90 finner man ett första maximum. Vad är avståndet mellan atomlagren för denna kristall?

de Broglies relation kan skrivas =hp.

a) Förklara ingående storheter.

b) Gör en ungefärlig beräkning av våglängden för elektroner, neutroner och fotoner, alla med den låga kinetiska energin 1eV.

a) Vilken energi måste en foton minst ha för att kunna parbilda en positron och en elektron?

b) Vilken våglängd har denna foton?