Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 32 № 9331

В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой ν = 6,1 · 1014 Гц падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова мощность падающего света P, если в среднем один из 20 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?

Решение.

Из графика находим величину тока насыщения, которая равна 2 мА. Ток насыщения соответствует максимальному потоку электронов, которое способно выбивать в единицу времени излучение мощностью P.

По определению, сила тока — это количество заряда, прошедшего за единицу времени:

 

I= дробь, числитель — q, знаменатель — t = дробь, числитель — N_e |e|, знаменатель — t .

 

Мощность светового потока — это энергия, которую несут фотоны за единицу времени:

 

P= дробь, числитель — W, знаменатель — t = дробь, числитель — N_ф h\nu, знаменатель — t .

 

Учтём, что один электрон выбивается каждые 20 фотонов, т. е. N_ф=20N_e:

 

P= дробь, числитель — 20N_e h\nu, знаменатель — t = дробь, числитель — 20I_нh\nu, знаменатель — |e| = дробь, числитель — 20 умножить на 2 умножить на 10 в степени минус 3 умножить на 6{,}6 умножить на 10 в степени минус 34 умножить на 6{,}1 умножить на 10 в степени 14 , знаменатель — 1{, 6 умножить на 10 в степени минус 19 }\approx0{,}1Вт.

 

 

Ответ: 0,1 Вт

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2018 по физике.
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.1.2 Фотоны. Энергия фотона. Импульс фотона, 5.1.3 Фотоэффект. Опыты А. Г. Столетова. Законы фотоэффекта