Монохроматический свет с длиной — Задание 17 ЕГЭ физика

Задание №17. Ядерная и Квантовая Физика. Установление Соответствия

Квантовая Физика

№2. Задание 17

ID: 00026186

Монохроматический свет с длиной волны λ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При изменении энергии падающих фотонов увеличился модуль запирающего напряжения $U_{\text{зап}}$ . Как изменились при этом длина волны λ падающего света и длина волны $\lambda_{\text{кр}}$ , соответствующая «красной границе» фотоэффекта?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась

2) уменьшилась

3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. Длина волны λ падающего света Длина волны $\lambda_{\text{кр}}$ , соответствующая «красной границе» фотоэффекта

Источник: ФИПИ

Решение

По условию модуль запирающего напряжения $U_{зап}$ увеличился, а он связан с максимальной кинетической энергией формулой $eU_{зап}=E_{k\,\max}=\dfrac{hc}{\lambda}-A_{вых}$ .

Раз $E_{k\,\max}$ выросла, а работа выхода $A_{вых}$ не меняется, то $\dfrac{hc}{\lambda}$ тоже выросла — а это возможно только при уменьшении длины волны $\lambda$ . Значит, длина волны падающего света уменьшилась — ответ 2.

«Красная граница» $\lambda_{кр}=\dfrac{hc}{A_{вых}}$ зависит только от материала металла, а он не менялся — значит $\lambda_{кр}$ не изменилась — ответ 3.

И всё сходится: рост запирающего напряжения означает, что свет стал более коротковолновым, но материал катода со своим порогом остался прежним.