Question

На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его длины волны. Как изменятся в результате этого запирающее напряжение и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

| Запирающее напряжение | Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

33

Answer

Идея решения: применить уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и проанализировать, как интенсивность влияет на энергетические характеристики фотоэлектронов.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

$$h
u = A + E_{к,\max}$$

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

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов связана с запирающим напряжением $U_з$ соотношением:

$$E_{к,\max} = eU_з$$

где $e$ — элементарный заряд.

Из уравнения Эйнштейна:

$$E_{к,\max} = h
u - A$$

Поскольку длина волны лазера не меняется, частота $
u$ остаётся постоянной. Следовательно, энергия фотона $h
u$ не изменяется, и работа выхода $A$ (свойство материала пластинки) также не меняется.

Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов остаётся постоянной:

$$E_{к,\max} = 	ext{const}$$

Запирающее напряжение определяется из условия:

$$U_з = \frac{E_{к,\max}}{e} = 	ext{const}$$

Интенсивность излучения характеризует количество фотонов, падающих на пластинку в единицу времени. Увеличение интенсивности приводит к увеличению числа вырываемых электронов (фотоэлектрического тока), но не влияет на энергию каждого отдельного фотона и, следовательно, на энергию фотоэлектронов.

**Вывод:** запирающее напряжение не изменится (3), максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не изменится (3).

Задание №17Квантовая, атомная и ядерная физикаЕГЭ по физике