Квантовая Физика — Задание ЕГЭ по физике №00010579

Свет падает на металл и выбивает из него электроны. Спрашивают, чем определяется наибольшая кинетическая энергия этих электронов.

Свет поглощается порциями — фотонами, и один фотон отдаёт всю свою энергию одному электрону. Часть энергии уходит на то, чтобы электрон вышел из металла (работа выхода $A_{\text{вых}}$), остальное достаётся электрону в виде кинетической энергии. Это уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $$h\nu=A_{\text{вых}}+E_k,\qquad E_k=h\nu-A_{\text{вых}}.$$

Работа выхода — свойство металла, для данной пластинки она постоянна. Значит, энергия электронов определяется частотой света $\nu$: чем выше частота, тем «тяжелее» фотон и тем больше энергии остаётся электрону. Это вариант 2.

Почему не интенсивность (вариант 1). Яркий свет — это больше фотонов в секунду, но каждый фотон остаётся прежним. Поэтому при увеличении яркости растёт число выбитых электронов (сила фототока), а энергия каждого из них не меняется. Это один из законов фотоэффекта, и именно его чаще всего путают.

Время суток, форма и размер пластинки в уравнение не входят и на энергию электронов не влияют.