Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00004011

Дано:

Интенсивность $I$ растёт, частота $\nu = \text{const}$.

Найти:

как изменяются число фотоэлектронов, максимальная $E_k$ и максимальная скорость — ?

Решение:

Интенсивность показывает, сколько энергии падает за единицу времени на единицу площади катода: $$I = \frac{N \cdot h\nu}{S \cdot t}$$ где $N$ — число фотонов. При фиксированных $h$, $\nu$, $S$, $t$ увеличение $I$ означает увеличение числа падающих фотонов в единицу времени. Поскольку один квант света взаимодействует только с одним электроном, большее число фотонов вырывает большее число электронов. Число фотоэлектронов, вырываемых в единицу времени, увеличивается (ответ 1). Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется уравнением Эйнштейна: $$h\nu = A_{\text{вых}} + E_{k,\text{max}}$$ $$E_{k,\text{max}} = h\nu - A_{\text{вых}}$$ Здесь $h\nu$ — энергия одного фотона (зависит только от частоты), $A_{\text{вых}}$ — работа выхода (зависит только от материала катода). Оба параметра не изменились, поэтому максимальная кинетическая энергия не изменяется. Максимальная скорость связана с $E_{k,\text{max}}$: $$E_{k,\text{max}} = \frac{mv^2_{\text{max}}}{2}$$ Так как $E_{k,\text{max}}$ не изменилась, максимальная скорость фотоэлектронов тоже не изменяется (ответ 3). Верные ответы: 1 и 3.