Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 21 № 3623

При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Длину волны света \lambda плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от длины волны падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

 

ГРАФИКИ   ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

 

 

1) работа выхода фотоэлектрона из металла

2) импульс падающего на металл фотона

3) сила фототока

4) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

 

AБ
  

Решение.

Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от длины волны падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Тоже самое и для силы фототока: она определяется интенсивностью света, а не его длиной волны. Разберемся с оставшимися вариантами ответа.

Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: p= дробь, числитель — h, знаменатель — \lambda . На графике А изображена именно такая зависимость физической величины от длины волны, поэтому этот график соответствует импульсу падающего на металл фотона (А — 2).

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, энергия фотона идет на работу выхода и на сообщение электрону кинетической энергии: h дробь, числитель — c, знаменатель — \lambda =A плюс E_{кин}. Поэтому максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от длины волны следующим образом: E_{кин}=h дробь, числитель — c, знаменатель — \lambda минус A. Если длина волны фотона больше длины волны  дробь, числитель — ch, знаменатель — A , соответствующей красной границе, фотоэффект не наблюдается. Поэтому от графика функции E_{кин}=h дробь, числитель — c, знаменатель — \lambda минус A нужно взять только часть, где E_{кин}\geq 0. На графике Б изображена именно такая ситуация, поэтому график Б соответствует максимальной кинетической энергии фотоэлектронов (Б — 4).

 

Ответ: 24.

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.2 Фотоны. Энергия фотона. Импульс фотона, 5.1.4 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Спрятать решение · · Курс 80 баллов ·
Михаил Мещеряков 18.06.2020 11:16

Сила фототока может зависеть от длины волны фотонов тоже. При наличии ускоряющего напряжения доля фотонов (максимальный угол отклонения начальной скорости от направления на анод, при котором электрон еще попадает на анод) зависит от модуля их начальной скорости, и, следовательно, от энергии падающих фотонов.

Служба поддержки

Рассмотрим уединенный металлический шарик в вакууме, на который падает свет. В этом случае нет ускоряющего напряжения, ни анода с катодом.