Квантовая Физика

Задание №17. Ядерная и Квантовая Физика. Установление Соответствия

№2. Задание 17

ID: 00006870

Монохроматический свет с энергией фотонов $$E_ф$$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Запирающее напряжение, при котором фототок прекращается, равно $U_{зап}$ . Как изменятся модуль запирающего напряжения $U_{зап}$ и длина волны $λ_{кр}$ , соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов $$E_ф$$ увеличится?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

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

Рисунок к заданию 17 ЕГЭ по физике — Квантовая Физика

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

энергия фотонов

E_\text{ф}

увеличивается; металл не меняется.

Найти:

как изменятся

|U_\text{з}|

\lambda_\text{кр}

Решение:

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

E_\text{ф} = A_\text{вых} + E_k,

где

A_\text{вых}

— работа выхода электрона из металла,

$E_k$

— максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона. Красная граница определяется работой выхода:

\lambda_\text{кр} = \frac{hc}{A_\text{вых}}.

Металл не меняется, значит

A_\text{вых} = \text{const}

, следовательно

\lambda_\text{кр} = \text{const}

— не изменяется. Запирающее напряжение связано с кинетической энергией:

E_k = e|U_\text{з}|.

При увеличении

E_\text{ф}

(при постоянной

A_\text{вых}

) кинетическая энергия

$E_k$

растёт:

E_k = E_\text{ф} - A_\text{вых} \uparrow.

Следовательно,

|U_\text{з}| = E_k / e

увеличивается.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Квантовая Физика» (8)