Задание 17 ЕГЭ по физике · задача B4DADc
| 1) | увеличивается |
| 2) | уменьшается |
| 3) | не изменяется |
В лабораторной работе изучают зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, вылетающих с фотокатода, от длины волны падающего света. В опытах наблюдают явление фотоэффекта и измеряют задерживающее напряжение. Длину волны падающего света в опыте немного увеличивают, продолжая наблюдать фотоэффект. Как при этом изменяются энергия фотона падающего света и длина волны, соответствующая «красной» границе фотоэффекта? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Энергия фотона падающего света | Длина волны, соответствующая «красной» границе фотоэффекта |
Показать ответ и разбор
Ответ: 23
Разбор
1. Энергия фотона падающего света
Энергия фотона связана с длиной волны света формулой:
$E = \dfrac{hc}{\lambda}$
Здесь $h$ — постоянная Планка, $c$ — скорость света, $\lambda$ — длина волны падающего света.
По условию длину волны света немного увеличивают. Значит $\lambda$ становится больше. Так как $h$ и $c$ не изменяются, а $\lambda$ стоит в знаменателе, энергия фотона становится меньше:
$E = \dfrac{hc}{\lambda} \Rightarrow E$ уменьшается.
Выбираем цифру 2 — уменьшается.
2. Длина волны, соответствующая «красной» границе фотоэффекта
«Красная» граница фотоэффекта — это максимальная длина волны света, при которой фотоэффект ещё возможен. Она определяется работой выхода электронов из материала фотокатода:
$A_{вых} = \dfrac{hc}{\lambda_{кр}}$
Отсюда:
$\lambda_{кр} = \dfrac{hc}{A_{вых}}$
В условии не сказано, что фотокатод заменяют другим, значит материал фотокатода остаётся тем же. Поэтому работа выхода $A_{вых}$ не изменяется. Следовательно, длина волны «красной» границы фотоэффекта тоже не изменяется.
Выбираем цифру 3 — не изменяется.
Ответ: для энергии фотона — 2, для длины волны «красной» границы — 3.
Ответ: 23.
Энергия фотона связана с длиной волны света формулой:
$E = \dfrac{hc}{\lambda}$
Здесь $h$ — постоянная Планка, $c$ — скорость света, $\lambda$ — длина волны падающего света.
По условию длину волны света немного увеличивают. Значит $\lambda$ становится больше. Так как $h$ и $c$ не изменяются, а $\lambda$ стоит в знаменателе, энергия фотона становится меньше:
$E = \dfrac{hc}{\lambda} \Rightarrow E$ уменьшается.
Выбираем цифру 2 — уменьшается.
2. Длина волны, соответствующая «красной» границе фотоэффекта
«Красная» граница фотоэффекта — это максимальная длина волны света, при которой фотоэффект ещё возможен. Она определяется работой выхода электронов из материала фотокатода:
$A_{вых} = \dfrac{hc}{\lambda_{кр}}$
Отсюда:
$\lambda_{кр} = \dfrac{hc}{A_{вых}}$
В условии не сказано, что фотокатод заменяют другим, значит материал фотокатода остаётся тем же. Поэтому работа выхода $A_{вых}$ не изменяется. Следовательно, длина волны «красной» границы фотоэффекта тоже не изменяется.
Выбираем цифру 3 — не изменяется.
Ответ: для энергии фотона — 2, для длины волны «красной» границы — 3.
Ответ: 23.