Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00043094

Что тут происходит. Металл фотоэлемента освещают через фильтры: сначала оранжевым светом, потом синим. Свет выбивает из металла электроны. Нужно понять, что стало с частотой света и с максимальной кинетической энергией фотоэлектронов.

Частота. Цвета радуги по порядку — «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан»: красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Вдоль этого ряда длина волны уменьшается, а частота растёт. Оранжевый стоит в начале ряда, синий — ближе к концу, поэтому частота синего света больше. Частота увеличилась. Цифра 1.

Кинетическая энергия. Каждый фотон отдаёт свою энергию $h\nu$ одному электрону целиком. Часть её уходит на то, чтобы вырваться из металла (работа выхода), остальное электрон уносит как кинетическую энергию — это уравнение Эйнштейна: $$E_{\text{к}\max}=h\nu-A_{\text{вых}}$$ Металл тот же — работа выхода прежняя. Частота выросла — энергия фотона выросла — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась. Цифра 1.

Проверим себя числами (примерно): оранжевый свет — около 600 нм, синий — около 450 нм. Частота $\nu=\dfrac{c}{\lambda}$: $\dfrac{3\cdot10^8}{600\cdot10^{-9}}=5\cdot10^{14}$ Гц и $\dfrac{3\cdot10^8}{450\cdot10^{-9}}\approx6{,}7\cdot10^{14}$ Гц — у синего больше.