Global EE

Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00004004

Задание №17. Ядерная и Квантовая Физика. Установление Соответствия

Квантовая Физика

№2. Задание 17

ID: 00004004

Для постановки опытов по наблюдению фотоэффекта использовали пластину из металла с работой выхода 3,0 эВ. Эту пластину освещали светом частотой 9 · $10^{14}$ Гц. Затем интенсивность падающей на пластину световой волны увеличили в 2 раза, оставив неизменной её частоту. Как изменятся при этом максимальная скорость вылетающих из металла фотоэлектронов и их количество в единицу времени?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 17 ЕГЭ по физике — Квантовая Физика

Источник: ФИПИ

Решение

Кинетическая энергия фотоэлектрона определяется уравнением Эйнштейна для фотоэффекта:

$$E_k = h\nu - A$$

Максимальная скорость фотоэлектрона связана с кинетической энергией:

$$\frac{mv_{\max}^2}{2} = h\nu - A$$

Частота $\nu$ не изменилась, работа выхода $A$ зависит только от материала пластины и тоже не изменилась. Следовательно, $E_k = \text{const}$ и $v_{\max} = \text{const}$ — максимальная скорость не изменится.

Интенсивность излучения определяет, сколько фотонов падает на поверхность в единицу времени. При увеличении интенсивности в $2$ раза количество фотонов, падающих ежесекундно, тоже увеличивается в $2$ раза. Поскольку каждый фотон может выбить ровно один электрон:

$$n \uparrow \text{ (увеличивается в 2 раза)}$$

Количество фотоэлектронов в единицу времени увеличится в 2 раза.

Ответ

31

Видеоразбор

Другие задания по теме «Квантовая Физика» (8)