При облучении натриевого фотокатода — Задание 16 ЕГЭ физика

Задание №16. Ядерная и Квантовая Физика

Модель Атома

№2. Задание 16

ID: 00026149

При облучении натриевого фотокатода светом частотой ν = 7,0 $\cdot$ 10¹⁴ Гц запирающее напряжение для фотоэлектронов равно 0,6 В. Найдите длину волны, соответствующую «красной границе» фотоэффекта для натрия. Ответ выразите в микрометрах и округлите до сотых.

мкм

Источник: ФИПИ

Решение

Сначала по запирающему напряжению найдём работу выхода электронов из натрия, а потом из работы выхода — длину волны «красной границы».

Энергия падающего фотона: $E=h\nu=6{,}63\cdot10^{-34}\cdot 7{,}0\cdot10^{14}\approx 4{,}64\cdot10^{-19}$ Дж $\approx 2{,}90$ эВ.

Работа выхода по уравнению Эйнштейна: $A=E-eU_{зап}=2{,}90-0{,}6=2{,}30$ эВ, то есть $A\approx 3{,}68\cdot10^{-19}$ Дж.

«Красная граница» — это волна, у которой энергия фотона в точности равна работе выхода: $\lambda_{кр}=\dfrac{hc}{A}=\dfrac{6{,}63\cdot10^{-34}\cdot 3\cdot10^{8}}{3{,}68\cdot10^{-19}}\approx 5{,}40\cdot10^{-7}$ м $$=0{,}54$$ мкм.

Это и есть табличное значение красной границы фотоэффекта для натрия.