Question

Монохроматический свет с длиной волны $\lambda$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. После увеличения энергии падающих фотонов модуль запирающего напряжения $U_{	ext{зап}}$ возрос. Как изменились при этом длина волны $\lambda$ падающего света и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась; 2) уменьшилась; 3) не изменилась. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

| Длина волны $\lambda$ падающего света | Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов |
| --- | --- |
| | |

Accepted Answer

21

Answer

Идея решения: применить уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и связь энергии фотона с длиной волны.

Энергия фотона связана с длиной волны соотношением:

$$E_{	ext{фотона}} = h
u = \frac{hc}{\lambda}$$

где $h$ — постоянная Планка, $c$ — скорость света.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

$$E_{	ext{фотона}} = A + E_{к,	ext{макс}}$$

где $A$ — работа выхода, $E_{к,	ext{макс}}$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Запирающее напряжение связано с максимальной кинетической энергией:

$$E_{к,	ext{макс}} = eU_{	ext{зап}}$$

где $e$ — элементарный заряд.

По условию энергия фотонов увеличилась, следовательно, $E_{	ext{фотона}}$ возросла. Это означает, что $\frac{hc}{\lambda}$ увеличилась, откуда длина волны $\lambda$ **уменьшилась** (обратная зависимость).

Из уравнения Эйнштейна:

$$E_{к,	ext{макс}} = \frac{hc}{\lambda} - A$$

При увеличении энергии фотона (уменьшении $\lambda$) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов **увеличилась**.

Это подтверждается и тем, что запирающее напряжение возросло: $U_{	ext{зап}} = \frac{E_{к,	ext{макс}}}{e}$ увеличилось, значит, $E_{к,	ext{макс}}$ тоже увеличилась.

Задание №17Квантовая, атомная и ядерная физикаЕГЭ по физике