Question

На металлическую пластинку (катод) установки для исследования фотоэффекта направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его длины волны. Как изменятся в результате этого модуль запирающего напряжения и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

| Модуль запирающего напряжения | Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

33

Answer

Идея решения: применить уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и проанализировать, какие параметры зависят от интенсивности излучения при неизменной длине волны.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

$$h
u = A + E_{к,\max}$$

где $h
u$ — энергия фотона, $A$ — работа выхода, $E_{к,\max}$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Поскольку длина волны $\lambda$ не меняется, частота $
u = c/\lambda$ остаётся постоянной. Следовательно, энергия каждого фотона $h
u$ не изменяется.

Работа выхода $A$ — свойство материала катода, не зависит от интенсивности.

Из уравнения Эйнштейна максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

$$E_{к,\max} = h
u - A$$

Так как $h
u$ и $A$ постоянны, $E_{к,\max}$ **не изменяется**.

Запирающее напряжение $U_з$ связано с максимальной кинетической энергией соотношением:

$$eU_з = E_{к,\max}$$

где $e$ — заряд электрона.

Поскольку $E_{к,\max}$ не меняется, запирающее напряжение $U_з$ также **не изменяется**.

Интенсивность влияет только на количество фотоэлектронов (фототок), но не на энергию отдельных электронов.

Задание №17Квантовая, атомная и ядерная физикаЕГЭ по физике