При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из неё выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов ДельтаU равно 5 В. Какова работа выхода A индекс вых , если максимальная энергия ускоренных электронов E индекс e равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла? Ответ дайте в электронвольтах.

Задание 16 ЕГЭ по физике: При облучении металлической пластинки квантами света с энергией…

№2. Задание 16

ID: 00015844

При облучении металлической пластинки квантами света с энергией $3$ эВ из неё выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов $\Delta U = 5$ В. Какова работа выхода $A_{вых}$ , если максимальная энергия ускоренных электронов $E_e$ равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла?

Ответ дайте в электронвольтах.

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Энергия электрона набирается в два приёма: сначала фотоэффект даёт ему стартовую кинетическую энергию $E_{max}$ , а затем ускоряющее поле добавляет $e\Delta U$ . Итоговая энергия после разгона — это $E_e = E_{max} + e\Delta U$ . Зная $E_e$ , отматываем назад к работе выхода.

Шаг 1. Стартовая энергия электрона

По условию $E_e = 2E_ф = 2\cdot 3 = 6$ эВ. Поле добавило $e\Delta U = 5$ эВ. Значит, ещё до разгона электрон имел $E_{max} = E_e - e\Delta U = 6 - 5 = 1$ эВ.

Шаг 2. Работа выхода

Уравнение Эйнштейна: $E_ф = A + E_{max}$ , поэтому $A = E_ф - E_{max} = 3 - 1 = 2$ эВ.

Подвох — не перепутать, на каком этапе какая энергия: $E_e$ — это уже ПОСЛЕ разгона, а в уравнение Эйнштейна идёт стартовая $E_{max}$ .

Ответ: 2 эВ.