Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 32 № 7687

Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 412 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 1 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в эВ.

Решение.

При облучении светом металлического шарика из него за счёт фотоэффекта выбиваются электроны, а сам шарик заряжается, приобретая положительный заряд и потенциал. Потенциал шарика возрастает до тех пор, пока кинетической энергии вылетающих электронов достаточно для их удаления на бесконечное расстояние от шарика:  дробь, числитель — mV в степени 2 , знаменатель — 2 =e\varphi. В дальнейшем заряд и потенциал шарика перестают расти и стабилизируются.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия кванта света с частотой v= дробь, числитель — c, знаменатель — \lambda расходуется на преодоление работы выхода электрона из металла и на придание ему кинетической энергии, которая в дальнейшем при его удалении от шарика превращается в потенциальную энергию:

 

hv= дробь, числитель — hc, знаменатель — \lambda =A_{вых} плюс дробь, числитель — mV в степени 2 , знаменатель — 2 =A_{вых} плюс e\varphi.

 

Отсюда

 

A_{вых}= дробь, числитель — hc, знаменатель — \lambda минус e\varphi= дробь, числитель — 6,6 умножить на 10 в степени минус 34 умножить на 3 умножить на 10 в степени 8 , знаменатель — 412 умножить на 10 в степени минус 9 минус 1,6 умножить на 10 в степени минус 19 умножить на 1\approx 3,206 умножить на 10 в степени минус 19 Дж \approx 2,0эВ.

 

Ответ: 2,0 эВ.


Аналоги к заданию № 7645: 7687 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.4 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта