Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д32 C3 № 3041
i

При об­лу­че­нии ме­тал­ли­че­ской пла­стин­ки кван­та­ми света с энер­ги­ей 3 эВ из нее вы­би­ва­ют­ся элек­тро­ны, ко­то­рые про­хо­дят уско­ря­ю­щую раз­ность по­тен­ци­а­лов \Delta U=5B. Ка­ко­ва ра­бо­та вы­хо­да A_вых, если мак­си­маль­ная энер­гия уско­рен­ных элек­тро­нов Ee равна удво­ен­ной энер­гии фо­то­нов, вы­би­ва­ю­щих их из ме­тал­ла?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Урав­не­ние Эйн­штей­на для фо­то­эф­фек­та: h\nu =A_вых плюс дробь: чис­ли­тель: m v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Энер­гия уско­рен­ных элек­тро­нов: E_e= дробь: чис­ли­тель: m v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс e\Delta U=h\nu минус A_вых плюс e\Delta U.

По усло­вию: E_e=2h\nu .

От­сю­да: A_вых=e\Delta U минус h\nu .

 

Ответ: A_вых=2эВ.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оцен­ки вы­пол­не­ния за­да­ния

Баллы

При­ве­де­но пол­ное пра­виль­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:

1) верно за­пи­са­ны фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом;

2) про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту, и пред­став­лен ответ (вклю­чая еди­ни­цы из­ме­ре­ния). При этом до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» (с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми).

3

Пред­став­лен­ное ре­ше­ние со­дер­жит п.1 пол­но­го ре­ше­ния, но и имеет один из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков:

- в не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­на ошиб­ка;

 

ИЛИ

- не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния и вы­чис­ле­ния ло­ги­че­ски верны, не со­дер­жат оши­бок, но не за­кон­че­ны;

 

ИЛИ

- не пред­став­ле­ны пре­об­ра­зо­ва­ния, при­во­дя­щие к от­ве­ту, но за­пи­сан пра­виль­ный чис­ло­вой ответ или ответ в общем виде;

 

ИЛИ

- ре­ше­ние со­дер­жит ошиб­ку в не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях и не до­ве­де­но до чис­ло­во­го от­ве­та.

2

Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев:

- пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та;

 

ИЛИ

- в ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния за­да­чи (или утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве ре­ше­ния), но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

 

ИЛИ

- в ОДНОЙ из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мых для ре­ше­ния за­да­чи (или утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на ошиб­ка, но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

1

Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла.

0

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.4 Урав­не­ние Эйн­штей­на для фо­то­эф­фек­та
Гость 06.06.2012 18:29

Ка­жет­ся, что фор­му­ла не со­всем точна: e*dU = (mV^2)/2

А у вас Aвых. = e*dU!

Алексей

Доб­рый день!

Вни­ма­тель­но про­чи­тай­те усло­вие, в дан­ном слу­чае \Delta U  —   это не за­дер­жи­ва­ю­щий по­тен­ци­ал, а уско­ря­ю­щий. Он не тор­мо­зить фо­то­элек­тро­ны (умень­ша­ет их ки­не­ти­че­скую энер­гию до нуля), а на­о­бо­рот, еще боль­ше их уско­ря­ет. По­это­му к ки­не­ти­че­ской энер­гии фо­то­элек­тро­нов и до­бав­ля­ет­ся ве­ли­чи­на e\Delta U

Гость 07.06.2012 18:01

Я не спорю (хотя те­перь учту и это). Но вы за­ме­ни­ли Ра­бо­ту вы­хо­да на e*dU! А надо за­ме­нять ки­не­ти­че­скую энер­гию - или я что-то не понял? В учеб­ни­ках есть фор­му­ла: (mV^2)/2 = e*dU

А вы за­ме­ни­ли не ки­не­ти­че­скую энер­гию, а ра­бо­ту. Вот в чем мое не­по­ни­ма­ние. Разъ­яс­ни­те уж)

Алексей

Доб­рый день!

Те­перь уже я не по­ни­маю, о чем Вы го­во­ри­те :)

Да­вай­те еще раз, Ваша фор­му­ла из учеб­ни­ка:  дробь: чис­ли­тель: mv в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =e\Delta U ,  —   это фор­му­ла, опре­де­ля­ю­щая за­дер­жи­ва­ю­щий по­тен­ци­ал, то есть какое элек­три­че­ское поле надо со­здать, чтобы в нем элек­тро­ны, вы­ле­та­ю­щие при фо­то­эф­фек­те, пол­но­стью тор­мо­зи­лись, не до­ле­тая до про­ти­во­по­лож­но­го элек­тро­да в ва­ку­ум­ной труб­ке (по сути, чтобы вся их ки­не­ти­че­ская энер­гия пе­ре­хо­ди­ла в по­тен­ци­аль­ную энер­гию за­ря­да в элек­три­че­ском поле). Услов­но, по­ляр­ность элек­тро­дов такая, что свет све­тит в по­ло­жи­тель­ный элек­трод, а элек­тро­ны, вы­ле­та­ю­щие из него, пы­та­ют­ся до­ле­теть до от­ри­ца­тель­но­го элек­тро­да.

В дан­ной за­да­че все на­о­бо­рот, по­ляр­ность элек­тро­дов дру­гая. Элек­тро­ны летят от от­ри­ца­тель­но­го элек­тро­да к по­ло­жи­тель­но­му, при этом они, есте­ствен­но, уско­ря­ют­ся. Элек­три­че­ское поле со­вер­ша­ет ра­бо­ту e\Delta U и она до­бав­ля­ет­ся к ме­ха­ни­че­ской энер­гии элек­тро­нов. Их новая энер­гия ста­но­вит­ся рав­ной  дробь: чис­ли­тель: mv в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс e\Delta U . А даль­ше про­сто на­чи­на­ет­ся ал­геб­ра. Ки­не­ти­че­ская энер­гия фо­то­элек­тро­нов вы­ра­жа­ет­ся из урав­не­ния Эйн­штей­на:  дробь: чис­ли­тель: mv в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =h\nu минус A_вых и под­став­ля­ет­ся в энер­гию элек­тро­нов после раз­го­на:  дробь: чис­ли­тель: mv в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс e\Delta U= левая круг­лая скоб­ка h\nu минус A_вых пра­вая круг­лая скоб­ка плюс e\Delta U . Далее ис­поль­зу­ет­ся тот факт, что ко­неч­ная энер­гия элек­тро­нов в 2 раза боль­ше энер­гии на­ле­та­ю­щих фо­то­нов. Сле­до­ва­тель­но:

2h\nu= левая круг­лая скоб­ка h\nu минус A_вых пра­вая круг­лая скоб­ка плюс e\Delta U рав­но­силь­но h\nu= минус A_вых плюс e\Delta U рав­но­силь­но A_вых=e\Delta U минус h\nu.

Вот и все!

Гость 08.06.2012 16:04

доб­рый день!!!

хо­те­лось бы ви­деть все вы­чис­ле­ние, по­то­му что ка­жет­ся вы там не ис­поль­зо­ва­ли си­сте­му си. спа­си­бо!

Алексей

Если одна энер­гия дана в эВ, а от вто­рой мы знаем раз­ность по­тен­ци­а­лов, как мно­жи­тель, то зачем во­об­ще пе­ре­во­дить в СИ :)

A_вых=e\Delta U минус h\nu =5эВ минус 3эВ=2эВ.

Для того и при­ду­ма­ли эВ, чтобы не пи­сать везде 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 19 пра­вая круг­лая скоб­ка .