Question

При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только фиолетовый свет, а во второй — пропускающий только красный свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта. Как изменились длина волны света, падающего на фотоэлемент, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличилась; 2) уменьшилась; 3) не изменилась. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

| Длина волны света, падающего на фотоэлемент | Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов |
|---|---|
| | |

Accepted Answer

12

Answer

Идея решения: использовать связь между частотой, длиной волны и энергией фотона, а также уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Длина волны и частота света связаны соотношением:

$$\lambda = \frac{c}{
u}$$

где $c$ — скорость света, $
u$ — частота.

Фиолетовый свет имеет большую частоту, чем красный свет: $
u_{	ext{фиол}} > 
u_{	ext{крас}}$. Следовательно, длина волны фиолетового света меньше: $\lambda_{	ext{фиол}} < \lambda_{	ext{крас}}$.

При переходе от фиолетового к красному свету длина волны **увеличивается**.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

$$h
u = A + E_{к,\max}$$

где $h$ — постоянная Планка, $A$ — работа выхода (постоянная для данного материала), $E_{к,\max}$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Максимальная кинетическая энергия:

$$E_{к,\max} = h
u - A$$

Так как частота красного света меньше частоты фиолетового света ($
u_{	ext{крас}} < 
u_{	ext{фиол}}$), то и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при красном свете меньше, чем при фиолетовом.

При переходе от фиолетового к красному свету максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов **уменьшается**.

Задание №17Квантовая, атомная и ядерная физикаЕГЭ по физике