Задание 16 ЕГЭ по физике №00015849

Идея

Хитрая, но логичная конструкция. Пока есть фототок, электроны перелетают на конденсатор и заряжают его. Чем больше заряд — тем больше напряжение на конденсаторе, и оно тормозит электроны. Ток прекращается, когда это напряжение становится запирающим. То есть $U_{зап} = \dfrac{q}{C}$, и дальше работает обычное уравнение Эйнштейна.

Шаг 1. Запирающее напряжение

$U_{зап} = \dfrac{q}{C} = \dfrac{5{,}5\cdot 10^{-9}}{4000\cdot 10^{-12}} \approx 1{,}375$ В. Значит, $E_{max} = eU_{зап}$, в эВ это $\approx 1{,}375$ эВ.

Шаг 2. Частота света

Уравнение Эйнштейна: $h\nu = A + E_{max}$, где $A = \dfrac{hc}{\lambda_0} = \dfrac{6{,}63\cdot 10^{-34}\cdot 3\cdot 10^{8}}{450\cdot 10^{-9}} \approx 4{,}42\cdot 10^{-19}$ Дж. Тогда $\nu = \dfrac{A + eU_{зап}}{h} = \dfrac{4{,}42\cdot 10^{-19} + 1{,}6\cdot 10^{-19}\cdot 1{,}375}{6{,}63\cdot 10^{-34}} \approx \dfrac{6{,}62\cdot 10^{-19}}{6{,}63\cdot 10^{-34}} \approx 1{,}0\cdot 10^{15}$ Гц.

Главный подвох — сообразить, что конденсатор сам создаёт запирающее напряжение $U=q/C$. Дальше всё стандартно.