Квантовая Физика

Задание №17. Ядерная и Квантовая Физика. Установление Соответствия

№2. Задание 17

ID: 00018771

Частота волны падающего на катод и вызывающего фотоэффект излучения равна $\nu$ . Величина задерживающей разности потенциалов, при которой фототок прекращается, равна $U_\text{з}$ .

Как изменяются длина волны падающего на тот же катод излучения и модуль задерживающей разности потенциалов $U_\text{з}$ , если частота волны падающего излучения увеличится?

Длина падающей волны

Модуль задерживающей разности потенциалов $U_\text{з}$

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличится;

2) уменьшится;

3) не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Свет — это поток «энергетических порций» (фотонов). Энергия одной порции $E=h\nu$ зависит только от частоты. Чем выше частота, тем энергичнее фотон. От этого зависят и длина волны, и то, насколько трудно «затормозить» вылетевшие электроны.

Разбираем по величинам

А) Длина волны. Частота и длина волны связаны через скорость света: $\lambda=\dfrac{c}{\nu}$ . Это обратная зависимость: частоту увеличили — длина волны уменьшилась. Вариант 2.

Б) Задерживающая разность потенциалов. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu = A_\text{вых} + eU_\text{з}$ , отсюда $eU_\text{з}=h\nu-A_\text{вых}$ . Работа выхода $A_\text{вых}$ — это свойство катода, оно не меняется (катод тот же). Значит, при росте частоты $\nu$ правая часть растёт, и $U_\text{з}$ увеличивается. Вариант 1.

Подвох: длина волны и запирающее напряжение ведут себя «в разные стороны» — одно падает, другое растёт.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Квантовая Физика» (8)