Question

Монохроматический свет с длиной волны $\lambda$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При уменьшении энергии падающих фотонов модуль запирающего напряжения $U_{\text{зап}}$ также уменьшается, однако фотоэффект продолжает наблюдаться. Определите, как изменяются при этом частота падающего света и длина волны $\lambda_{\text{кр}}$ , соответствующая красной границе фотоэффекта.

Для каждой величины выберите характер изменения:

увеличивается;
уменьшается;
не изменяется.

Частота падающего на поверхность металла света	Длина волны $\lambda_{\text{кр}}$ , соответствующая красной границе фотоэффекта

Для каждой величины выберите характер изменения:
1) увеличивается;
2) уменьшается;
3) не изменяется.

| Частота падающего на поверхность металла света | Длина волны $\lambda_{	ext{кр}}$, соответствующая красной границе фотоэффекта |
|---|---|
| | |

Accepted Answer

23

Answer

Идея решения: использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и связь между энергией фотона, частотой и запирающим напряжением.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

$$h
u = A + E_к$$

где $A$ — работа выхода, $E_к$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Запирающее напряжение связано с кинетической энергией соотношением:

$$eU_{	ext{зап}} = E_к$$

Следовательно:

$$h
u = A + eU_{	ext{зап}}$$

По условию энергия фотонов уменьшается, а запирающее напряжение также уменьшается. Это означает, что энергия падающих фотонов $h
u$ снижается.

Поскольку $E = h
u$, при уменьшении энергии фотонов частота $
u$ уменьшается (связь прямо пропорциональна).

Красная граница фотоэффекта определяется работой выхода металла:

$$h
u_{	ext{кр}} = A$$

или

$$\lambda_{	ext{кр}} = \frac{hc}{A}$$

Работа выхода — свойство материала поверхности и не зависит от энергии падающих фотонов. Следовательно, длина волны красной границы не изменяется.

Задание №17Квантовая, атомная и ядерная физикаЕГЭ по физике