Задание 17 ЕГЭ по физике · задача B3B85A
| 1) | увеличивается |
| 2) | уменьшается |
| 3) | не изменяется |
В лабораторной работе ученики изучают зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, вылетающих с фотокатода, от частоты падающего света. В опытах наблюдается явление фотоэффекта. Частоту падающего света немного увеличивают. Как при этом изменяются энергия каждого из фотонов падающего света и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Энергия каждого из фотонов падающего света | Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов |
Показать ответ и разбор
Ответ: 11
Разбор
Рассмотрим явление фотоэффекта.
Энергия одного фотона определяется формулой Планка:
$E = h\nu$,
где $h$ — постоянная Планка, $\nu$ — частота падающего света.
По условию частоту падающего света немного увеличивают. Так как энергия фотона прямо пропорциональна частоте, то при увеличении $\nu$ энергия каждого фотона увеличивается.
Для фотоэффекта используется уравнение Эйнштейна:
$h\nu = A_{\text{вых}} + E_{\text{к, макс}}$,
где $A_{\text{вых}}$ — работа выхода электронов из материала фотокатода, $E_{\text{к, макс}}$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
Отсюда:
$E_{\text{к, макс}} = h\nu - A_{\text{вых}}$.
Материал фотокатода не меняют, поэтому работа выхода $A_{\text{вых}}$ остаётся постоянной. При увеличении частоты $\nu$ величина $h\nu$ увеличивается, значит и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается.
Ответ: энергия фотонов — 1, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов — 1.
Итог: 11.
Энергия одного фотона определяется формулой Планка:
$E = h\nu$,
где $h$ — постоянная Планка, $\nu$ — частота падающего света.
По условию частоту падающего света немного увеличивают. Так как энергия фотона прямо пропорциональна частоте, то при увеличении $\nu$ энергия каждого фотона увеличивается.
Для фотоэффекта используется уравнение Эйнштейна:
$h\nu = A_{\text{вых}} + E_{\text{к, макс}}$,
где $A_{\text{вых}}$ — работа выхода электронов из материала фотокатода, $E_{\text{к, макс}}$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
Отсюда:
$E_{\text{к, макс}} = h\nu - A_{\text{вых}}$.
Материал фотокатода не меняют, поэтому работа выхода $A_{\text{вых}}$ остаётся постоянной. При увеличении частоты $\nu$ величина $h\nu$ увеличивается, значит и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается.
Ответ: энергия фотонов — 1, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов — 1.
Итог: 11.