Атомные Спектры… — Задание 16 ЕГЭ по физике №00018711

Идея

Ключевая зацепка — «фотон с красной границы». Это значит, что энергии фотона хватает ровно на работу выхода, и электрон вылетает практически без скорости ($E_{k0}\approx 0$). Дальше всю кинетическую энергию ему даёт электрическое поле: работа поля $eEd$ равна кинетической энергии электрона в конце. Отсюда и найдём путь $d$.

Считаем

Конечная скорость: $v=0{,}01\,c=0{,}01\cdot 3\cdot10^{8}=3\cdot10^{6}\ \text{м/с}.$

Кинетическая энергия в конце ($m=9{,}1\cdot10^{-31}$ кг): $E_k=\dfrac{m v^2}{2}=\dfrac{9{,}1\cdot10^{-31}\cdot(3\cdot10^{6})^2}{2}\approx 4{,}10\cdot10^{-18}\ \text{Дж}.$

Работа поля равна этой энергии: $eEd=E_k$, откуда

$d=\dfrac{E_k}{eE}=\dfrac{4{,}10\cdot10^{-18}}{1{,}6\cdot10^{-19}\cdot 125}\approx 0{,}205\ \text{м}\approx 20\ \text{см}.$