Global EE

Задание 16 ЕГЭ по физике №00015841

Задание №28. №16. Ядерная и Квантовая Физика (нет в 2026)

Квантовая Физика (нет в 2026 году)

№2. Задание 16

ID: 00015841

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода) сосуда, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряжённостью $E = 5\cdot 10^{4}$ В/м. До какой скорости электрон разгонится в этом поле, пролетев путь $S = 5\cdot 10^{-4}$ м? Релятивистские эффекты не учитывать.

Ответ дайте в $10^{6}$ м/с, округлив до целых.

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Ключевая хитрость спрятана в первой фразе: фотон взят РОВНО на красной границе. Это значит, что фотону хватило энергии только-только на работу выхода, и электрон вылетает с НУЛЕВОЙ скоростью. Поэтому всю скорость электрон набирает уже потом — за счёт электрического поля. Фотоэффект тут нужен лишь как повод появиться электрону у пластины.

Шаг 1. Работа поля = кинетическая энергия

Поле толкает электрон на пути $S$ с силой $F = eE$. По теореме о кинетической энергии (стартовая скорость нулевая): $\dfrac{m v^2}{2} = eES$.

Шаг 2. Скорость

$v = \sqrt{\dfrac{2eES}{m}} = \sqrt{\dfrac{2\cdot 1{,}6\cdot 10^{-19}\cdot 5\cdot 10^{4}\cdot 5\cdot 10^{-4}}{9{,}1\cdot 10^{-31}}} \approx 3\cdot 10^{6}$ м/с.

Главный подвох — не пытаться считать энергию фотона: на границе $E_{max}=0$, и она вообще не входит в ответ.

Ответ

3
Другие задания по теме «Квантовая Физика (нет в 2026 году)» (8)