P15- EFFET PHOTO-ELECTRIQUE
P15 effet photo-électrique PDF à télécharger (1.1 Mo)
Académie de Pikine-Guédiawaye Année scolaire 2018
Lycée de Thiaroye Niveau TS2
p15- Effet photo-electrique
Travaux dirigés Terminale S...P15 effet photo-électrique PDF à télécharger pour avoir le document au complet...
Seuil photoélectrique.
On éclaire une cellule photoélectrique dont la cathode est en césium avec une radiation de longueur d'onde l = 495 nm, puis avec une radiation de longueur d'onde l = 720 nm.
Le travail d'extraction d'un électron de césium est Wo = 3.10-19 J.
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1) Calculer la longueur d'onde l0 qui correspond au seuil photoélectrique.
2) Vérifier que l'émission photoélectrique n'existe qu'avec une seule des deux radiations précédentes.
Vitesse d'émission des électrons.
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On éclaire une cellule photoélectrique à vide avec une lumière monochromatique. L'énergie d'extraction d'un électron du métal cathodique est 3.10-19 J. La longueur d'onde de la radiation est 0,600 mm.
1 ) Quelle est l'énergie cinétique maximale Ecmax d'un électron émis ?
2) Quelle est la vitesse maximale Vmax d'un électron émis ?
Travail d’extraction- détermination de la nature d’un métal
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Une surface métallique est éclairée par une lumière ultraviolette de longueur d’onde l = 0,150 mm.
Elle émet des é...P15 effet photo-électrique PDF à télécharger pour avoir le document au complet...lectrons dont l’énergie cinétique est égale à 4,85 eV.
1) Calculer le travail d’extraction W0.
2) Quelle est la nature du métal ?
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métal |
seuil photo-électrique l0 (mm) |
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Zn Al Na K Sr Cs |
0,350 0,365 0,500 0,550 0,600 0,660 |
Seuil photo-électrique-travail d’extraction-vitesse des électrons
1) Décrire une cellule photoélectrique dite cellule photoémissive à vide.
Dessiner un schéma de montage à réaliser pour ...P15 effet photo-électrique PDF à télécharger pour avoir le document au complet...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 l0 = 0,66 . 10-6 m.
2.a- Quelle est en joules et en eV l'énergie...P15 effet photo-électrique PDF à télécharger pour avoir le document au complet... d'extraction W0 d'un électron ?
2.b- La couche de césium reçoit une radiation monochromatique de longueur d'onde l = 0,44.10-6 m.
Déterminer l’énergie cinétique maximale Ec d'un électron émis au niveau de la cathode. L'exprimer en joules puis en eV.
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Seuil photo-électrique-travail d’extraction-vitesse des électrons
L’ensemble de deux radiations, l'une orange de longueur d'onde l1 = 0,60 mm, l'autre rouge de longueur d'onde l2 = 0,75 mm éclaire une cellule photoélectrique à vide à cathode de césium dont le seuil photoélectrique est l0 = 0,66 mm.
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1 ) Faire un schéma du montage à réaliser pour mettre en évidence le courant photoélectrique. Expliquer.
2) Calculer en joule et en électronvolt l’énergie nécessaire à extraction d'un électron de la cathode.
3) L'effet photoélectrique va-t- il avoir lieu ? ...P15 effet photo-électrique PDF à télécharger pour avoir le document au complet...Les deux radiations sont-elles utiles ?
4) Calculer l'énergie cinétique maximale d'un électron expulsé par la cathode. En déduire sa vitesse maximale.
Détermination expérimentale de la fréquence seuil et de la constante de Planck h
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Dualité onde-corpuscule
1.1- Quel phénomène se produit à la traversée de la lumière en S1 ?
1.2- Recopier le schéma et dessiner le faisceau émergent de S1. En déduire l’aspect de l'écran.
2.3- La longueur occupée sur l'écran E par 10 interfranges est 1 = 5,85 mm. Calculer la longueur d'onde l, de la lumière émise par la source S.
On donne : a = S1S2 = 2mm ; D = 2m
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4.2.a- Que se passe-t-il ? Interpréter le phénomène physique mis en évidence par cette expérience ? 4.2.b- Quel est le modèle de la lumière utilisée pour justifier cette observation ? Interpréter brièvement cette observation.
4.2.c- Evaluer la vitesse maximale des électrons émis de la cathode.
4.4- Expliquer brièvement ...P15 effet photo-électrique PDF à télécharger pour avoir le document au complet...la complémentarité des deux modèles de la lumière.
Données :
constante de Planck : h = 6,63. 10-34 J. s ; vitesse de la lumière dans le vide c = 3.108 m/s
Charge élémentaire e = 1,6.10-19 C ; masse de l'électron me = 9,1.10-31 kg
(Extrait Bac S2 2003)