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.
Источник: ФИПИ
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.