Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 32 № 7163

Металлическая пластина облучается светом частотой v = 1,6 · 1015 Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости \vec{E} направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?

Решение.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощаемого фотона равна сумме работы выхода фотоэлектрона из металла и максимальной кинетической энергии фотоэлектрона: hv=A плюс дробь, числитель — mv в степени 2 , знаменатель — 2 .

В электрическом поле на электрон действует сила, направление которой противоположно направлению вектора напряжённости поля. Поэтому в нашем случае фотоэлектроны будут ускоряться полем. В точке измерения их максимальная кинетическая энергия \varepsilon = дробь, числитель — mv в степени 2 , знаменатель — 2 плюс eU где U — разность потенциалов между поверхностью пластины и эквипотенциальной поверхностью на расстоянии L = 10 см от неё. Поскольку поле однородное и вектор Е перпендикулярен пластине, то U = EL. Решая систему уравнений, находим: h\nu = A плюс \varepsilon минус eEL. Отсюда:

 

\varepsilon =hv минус A плюс eEL= дробь, числитель — 6{,}6 умножить на 10 в степени минус 34 умножить на 1{,}6 умножить на 10 в степени 15 , знаменатель — 1{, 6 умножить на 10 в степени минус 19 } минус 3{,}7 плюс 130 умножить на 0{,}1 = 15{,}9эВ.

 

Ответ: ε = 15,9 эВ.

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.2 Фотоны. Энергия фотона. Импульс фотона, 5.1.4 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта