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Classe: Terminale Accueil » Série d'exercices Eﬀet photoélectrique - Ts Série d

Classe: Terminale Accueil » Série d'exercices Eﬀet photoélectrique - Ts Série d'exercices Effet photoélectrique - Ts Exercice 1 Une surface métallique est éclairé par la lumière de longueur d'onde Elle émet des électrons dont l'énergie cinétique maximale à a) Calculer le travail d'extraction b) Quelle est la nature du métal ? c) Quelle tension serait nécessaire pour arrêter cette émission d) Pour augmenter la vitesse maximale d'émission, faut-il changer sa longueur d'onde ? Exercice 2 1) Décrire une cellule photoélectrique dite cellule photoémissive à vide Dessiner un schéma de montage à réaliser pour mettre en évidence l'eﬀet photoélectrique en utilisant cette cellule 2) La longueur d'onde correspondante au seuil photoélectrique d'une photocathode émissive au césium est a) Quelle est en joules et en l'énergie d'extraction d'un électron ? Exprimer cette énergie en b) La couche de césium reçoit une radiation monochromatique de longueur d'onde Déterminer l'énergie cinétique maximale d'un électron émis au niveau de la cathode. L'exprimer en joules puis en Exercice 3 On utilise une cellule photoélectrique au césium Pour diﬀérentes radiations incidentes, on mesure la tension qui annule le courant photoélectrique (Tension d'arrêt) Collège Sixième Cours Math 6e Exo Maths 6e Sciences de la Vie 6e Cinquième Sciences de la vie 5e Sciences de la terre 5e Math 5e Cours Maths 5e Exo Maths 5e Quatrième Cours Maths 4e Exo Math 4e PC 4e Cours PC 4eme Exo PC 4e Histoire 4e SVT 4e Science de La Vie 4e Science de la terre 4e Exo SVT 4e Exos Sciences de la Vie 4e Exos sciences de la terre 4e Troisième PC 3e Cours PC 3e Cours Physique 3e Cours Chimie 3e Exo PC 3e Exos Physique 3e Exos chimie 3e BFEM PC Histoire Maths 3e Cours Maths 3e Exos maths 3e BFEM Maths QCM Maths 3e SVT 3e Science de La Terre 3e Science de La Vie 3e Exo SVT 3e BFEM SVT Lycée Seconde Math 2nd Cours Maths 2nd Exo maths 2nd Devoir Maths 2nd Accueil Cours Exercices Devoirs Vidéo QCM Nous contacter Créer un compte Fascicule des partenaires Nous soutenir UV λ = 0.150µm. 4.8eV . W0 Métal Seuil photoélectrique λ0(µm) Zn 0.35 Al 0.365 Na 0.50 K 0.55 Sr 0.60 Cs 0.66 λ0 = 0.66 ⋅10−6m eV W0 eV λ = 0.44 ⋅10−6m Ec eV . Les résultats sont les suivants : 1) Exprimer l'énergie cinétique de l'électron au départ de la couche photoémissive en fonction de la fréquence et du travail d'extraction 2) Faire le schéma du montage utilisé Exprimer la tension d'arrêt en fonction de et 3) Calculer les fréquences des radiations utilisées 4) Tracer la courbe représentant la fonction et en déduire la fréquence du seuil photoélectrique du césium, ainsi que la longueur d'onde correspondante Exercice 4 On réalise le montage suivant avec une cellule photoémissive à vide éclairée par une lumière monochromatique de fréquence (schéma) Pour chaque valeur de , la tension entre cathode et anode est réglée à la valeur juste nécessaire pour l'intensité traversant la cellule. Le voltmètre indique alors On obtient les valeurs suivantes : 1) Rappeler : l'expression de l'énergie d'un photon de fréquence ; l'expression de l'énergie maximale des électrons émis par la cathode en fonction de En déduire la relation existant entre , , (constante de Planck), et travail d'extraction correspondant à la cellule utilisée 2) Faire la représentation graphique des variations de en fonction de Abscisses : pour ; ordonnées : pour En déduire le seuil de fréquence de la cellule, la constante de Planck et (exprimé en électron- volt) PC 2nd Cours PC 2nd Exo PC 2nd Cours SVT Seconde Première Maths 1ere Cours Maths 1ere Exos Maths 1ere Devoir Maths 1ere PC Première Cours PC 1ere Exo PC Première Cours SVT Première Terminale Maths Terminale Cours Maths TS Exos Maths Terminale PC Terminale Cours PC Terminale Exo PC Terminale SVT Terminale Exos SVT Terminale Philosophie Cours Philo Savoir-faire Philo Texte Philo Exo Philo Histoire Géographie Connexion utilisateur Nom d'utilisateur * Mot de passe * Créer un nouveau compte Demander un nouveau mot de passe λ(µm) 0.60 0.50 0.40 0.30 U(V ) 0.19 0.60 1.22 2.26 ѵ W0 ѵ W0 ѵ U = f(ѵ) ѵ0 λ0 ѵi UCA U0 i U0 V (Hz) 6 ⋅1014 7 ⋅1014 8 ⋅1014 9 ⋅1014 10 ⋅1014 U0(V ) 0.4 0.8 1.24 1.66 2.08 ѵ U0 ѵ U0 h e W0 U0 ѵ 1cm 1014Hz 1cm 0.2V ѵ0 h W0 Se connecter Se connecter Exercice 5 La charge de l'électron est On éclaire une cellule photoélectrique par un faisceau lumineux monochromatique de fréquence et on mesure le potentiel d'arrêt de la cellule. 1) Faire un schéma du montage utilisé 2) On répète l'opération en utilisant diverses radiations et on obtient les résultats suivants : Tracer sur papier millimétré, le graphe en utilisant les échelles suivantes : pour ; pour 3) Rappeler la relation entre le potentiel d'arrêt, le travail d'extraction , d'un électron du métal de la cathode et l'énergie des photons incidents 4) Déterminer à l'aide du graphique : a) La constante de Planck b) Le travail d'extraction d'un électron du métal de la cathode. 5) Citer autre phénomène qui, comme l'eﬀet photoélectrique la nature corpusculaire de la lumière. Quelle caractéristique du photon met-il en évidence Exercice 6 La courbe de la ﬁgure ci-dessous représente les variations de en fonction de désigne la valeur absolue du potentiel d'arrêt d'une cellule photoélectrique et , la longueur d'onde de la radiation monochromatique qui éclaire la cathode de la cellule. 1) Déterminer graphiquement l'équation de la courbe représentant 2) a) Établir la relation entre le potentiel d'arrêt , le travail d'extraction d'un électron du métal de la cathode et l'énergie d'un photon incident. −e = −1.6 ⋅10−19C. ѵ U0 V (Hz) 5.18 ⋅1014 5.49 ⋅1014 5.88 ⋅1014 6.17 ⋅1014 6.41 ⋅1014 6.78 ⋅1014 6.91 ⋅1014 7.31 ⋅1014 U0(V ) 0.042 0.171 0.332 0.452 0.56 0.706 0.758 0.924 U0 = f(ѵ) 10cm 1V 2cm 1014Hz. W0 |U0| 1 λ |U0| λ |U0| = f ( ) 1 λ U0 W0 W En déduire l'expression de en fonction de b) En identiﬁant la relation précédente à celle trouvée graphiquement dans la première question, déterminer une valeur approchée de la constante de Planck et calculer 3) On éclaire maintenant la cellule photoélectrique par une lumière monochromatique de longueur d'onde a) Calculer, dans le système international d'unités, l'énergie et la quantité de mouvement en b) A l'aide de la courbe représentant , calculer le potentiel d'arrêt correspondant et en déduire la valeur de l'énergie cinétique maximale des électrons émis par la cathode. c) En supposant relativiste toute particule animée, dans un repère galiléen, d'une vitesse supérieure à , montrer que l'énergie cinétique d'une telle particule doit être supérieure à une fraction minimale de son énergie au repos. Calculer En déduire si les électrons émis par la cathode sont relativistes ou non. d) Calculer alors la vitesse maximale d'émission d'un électron par la cathode. On donne : La célérité de la lumière dans le vide : La masse d'un électron : La constante de Planck : Exercice 7 Une cellule photoélectrique comporte une cathode constituée d'une surface métallique dont l'énergie d'extraction est Un dispositif expérimental permet d'éclairer avec l'une des radiations de longueur d'onde : ; ; ; 1) Quelle est la valeur de la longueur d'onde du seuil photoélectrique ? 2) Parmi les quatre radiations monochromatiques considérées, deux seulement de longueur d'onde et peuvent extraire des électrons du métal et leur communiquer une énergie cinétique. a) Donner les valeurs de et ? b) Montrer que l'expression du potentiel d'arrêt s'écrit où est l'énergie cinétique de l'électron émis et sa charge électrique. c) Calculer la valeur du potentiel d'arrêt correspondant à chacune des deux radiations de longueur d'onde et capables d'extraire un électron du métal et lui communiquer une énergie cinétique. 3) On éclaire simultanément la cathode par les des deux radiations de longueur d'onde et Déterminer, en le justiﬁant, la valeur du potentiel d'arrêt correspondant à cette expérience. Données : constante de Planck charge d'un électron célérité de la lumière |U0| h W0. λ = 0.588µm. W ∥→ P ∥ MeV ⋅c−1 |U0| = ( ) 1 λ U0 0.14c x x. ∗ c = 3 ⋅108m ⋅s−1 ∗ m = 9.1 ⋅10−19C. ∗ h = 6.62 ⋅10−34Js (C) W0 = 2.5eV . (C) 623.6nm 413.7nm 560.0nm 451.4nm. λ0 λ1 λ2 λ1 λ2 U0 = −Ec e Ec (−e) λ1 λ2 (C) λ1 λ2. h = 6.62 ⋅10−34J ⋅s −e = −1.6 ⋅10−19C c = 3 ⋅108m ⋅s Auteur: Amary Thiam & Sidy Mouhamed Ndiaye Votre nom Objet Ajouter un commentaire Ajouter un commentaire Commentaires Anonyme (non vériﬁé) jeu, 03/31/2022 - 23:33 permalien Zakia (non vériﬁé) ven, 05/27/2022 - 15:07 permalien Anonyme (non vériﬁé) lun, 04/18/2022 - 10:58 permalien Anonyme (non vériﬁé) lun, 04/18/2022 - 10:59 permalien Latyr ngom (non vériﬁé) mer, 05/25/2022 - 17:44 permalien Ajouter un commentaire Comment * Copyright © 2022, sunudaara. −11nm = 10−9m. 1eV = 1.6 ⋅10−19J correction? correction? répondre répondre Corrigé Exercice 1 répondre répondre La correction uploads/Geographie/ effet-photoelectrique.pdf