ID: 00016174
Фотоэлектроны, вылетающие из металлической пластины, тормозятся электрическим полем. Пластина освещена светом, энергия фотонов которого $3$ эВ. На рисунке приведён график зависимости фототока от напряжения тормозящего поля.
Какова работа выхода электрона с поверхности пластины?
Ответ дайте в электронвольтах (эВ).
Источник: Сборник Гиголо
Тормозящее поле — это «горка» против движения электронов. Чем выше напряжение, тем больше электронов не долетают, и ток падает. То напряжение, при котором ток падает до нуля, называется запирающим $U_{зап}$: при нём даже самый быстрый электрон останавливается. Энергия этого самого быстрого электрона равна $eU_{зап}$. А дальше работает уравнение Эйнштейна: энергия фотона $=$ работа выхода $+$ максимальная кинетическая энергия электрона.
По графику фототок обращается в нуль при $U_{зап} = 1$ В. Значит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов $E_к = eU_{зап} = 1$ эВ.
$E_{фотона} = A_{вых} + E_к \;\Rightarrow\; A_{вых} = E_{фотона} - eU_{зап} = 3\ \text{эВ} - 1\ \text{эВ} = 2$ эВ.
Удобно, что всё считается прямо в электронвольтах: фотон 3 эВ, запирающее 1 В даёт 1 эВ.