Квантовая Физика — Задание 17 ЕГЭ по физике №00051520

Длину волны падающего света немного увеличили, фотоэффект продолжается. Нужно понять, что будет с импульсом одного фотона и с частотой «красной» границы.

Импульс фотона. Массы покоя у фотона нет, но импульс есть — свет давит на освещённую поверхность. Импульс фотона связан с длиной волны через постоянную Планка (это то же соотношение, что у волн де Бройля):

$$p=\dfrac{h}{\lambda}.$$

Длина волны в знаменателе выросла — импульс фотона уменьшается. Цифра 2.

«Красная» граница. Это наименьшая частота света, при которой фотоэффект ещё возможен: энергии фотона хватает ровно на работу выхода, и на разгон электрона ничего не остаётся:

$$h\nu_{\text{кр}}=A_{\text{вых}}\quad\Rightarrow\quad\nu_{\text{кр}}=\dfrac{A_{\text{вых}}}{h}.$$

Работа выхода — свойство вещества фотокатода, а катод в опыте тот же. Длина волны падающего света в эту формулу не входит — частота «красной» границы не изменяется. Цифра 3.

Проверим себя через энергию: $p=\dfrac{E}{c}$, а энергия фотона $\dfrac{hc}{\lambda}$ при большей длине волны меньше — импульс тоже меньше. Импульс — 2, частота «красной» границы — 3.