Монохроматический свет с энергией фотонов E_ф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращается, равно U_{зап} Как изменятся длина волны падающего света и модуль запирающего напряжения U_{зап}, если энергия падающих фотонов Е_ф увеличится?
Для каждой величины определите характер изменения:
1)увеличивается
2)уменьшается
3)не изменяется
Решение
Дано:
E_\text{ф} увеличивается; A_{\text{вых}} = \text{const}
Найти:
изменение \lambda и |U_{\text{зап}}|
Решение:
Длина волны. Энергия фотона связана с длиной волны:
E_\text{ф} = \frac{hc}{\lambda} \implies \lambda = \frac{hc}{E_\text{ф}}
Постоянная Планка h и скорость света c — константы. При увеличении E_\text{ф}:
\lambda \downarrow
Длина волны уменьшается.
Запирающее напряжение. По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:
E_\text{ф} = A_{\text{вых}} + E_{k\,\text{max}}
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:
E_{k\,\text{max}} = E_\text{ф} - A_{\text{вых}}
Запирающее напряжение определяется из условия полной остановки фотоэлектронов:
eU_{\text{зап}} = E_{k\,\text{max}} = E_\text{ф} - A_{\text{вых}}
|U_{\text{зап}}| = \frac{E_\text{ф} - A_{\text{вых}}}{e}
При увеличении E_\text{ф} и постоянной A_{\text{вых}}:
|U_{\text{зап}}| \uparrow
Модуль запирающего напряжения увеличивается.