Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00006874 | Global EE
Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00006874
№2. Задание 17
ID: 00006874
Монохроматический свет с длиной волны $λ$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При изменении энергии падающих фотонов увеличивается модуль запирающего напряжения$U_{зап}$.
Как изменяются при этом максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов и длина волны $λ_{кр}$, соответствующая «красной границе» фотоэффекта?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
$\text{свет с длиной волны } \lambda \text{ вызывает фотоэффект} \quad |U_\text{з}| \uparrow$
Найти:
$E_{k\max}$ — ? $\lambda_\text{кр}$ — ?
Решение:
Красная граница фотоэффекта $\lambda_\text{кр}$ зависит исключительно от работы выхода материала катода:
$$\lambda_\text{кр} = \frac{hc}{A_\text{вых}}$$
Поскольку катод не меняется, работа выхода постоянна, поэтому $\lambda_\text{кр}$ не изменяется.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта связывает энергию фотона с работой выхода и максимальной кинетической энергией фотоэлектронов:
$$h\nu = A_\text{вых} + E_{k\max}$$
Запирающее напряжение связано с $E_{k\max}$ соотношением:
$$E_{k\max} = e \cdot |U_\text{з}|$$
Раз $|U_\text{з}|$ увеличивается, то и $E_{k\max}$ увеличивается. Длина волны красной границы не меняется.
$$1 \text{ — увеличится}, \ 3 \text{ — не изменится}$$
