Question

Монохроматический свет с длиной волны $\lambda$ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. После изменения энергии падающих фотонов модуль запирающего напряжения $U_{	ext{зап}}$ увеличился. Как изменились при этом длина волны $\lambda$ падающего света и работа выхода фотоэлектронов с поверхности металла? 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 | Работа выхода фотоэлектронов |
|---|---|
| | |

Accepted Answer

23

Answer

Идея решения: применить уравнение фотоэффекта Эйнштейна и связь запирающего напряжения с максимальной кинетической энергией фотоэлектронов.

Уравнение фотоэффекта:

$$h
u = A + E_к$$

где $h
u$ — энергия фотона, $A$ — работа выхода, $E_к$ — максимальная кинетическая энергия электрона.

Запирающее напряжение связано с кинетической энергией соотношением:

$$eU_{	ext{зап}} = E_к$$

Следовательно:

$$h
u = A + eU_{	ext{зап}}$$

Так как $
u = c/\lambda$, получаем:

$$\frac{hc}{\lambda} = A + eU_{	ext{зап}}$$

По условию модуль запирающего напряжения увеличился: $U_{	ext{зап}}$ возросла. Это означает, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась, следовательно, энергия падающих фотонов $h
u$ возросла.

Энергия фотона $h
u$ увеличилась, а частота $
u$ связана с длиной волны обратной пропорциональностью: $
u = c/\lambda$. При возрастании $
u$ длина волны $\lambda$ уменьшается.

Работа выхода — это свойство материала поверхности металла, не зависящее от энергии падающих фотонов. Поэтому работа выхода не изменилась.

Задание №17Квантовая, атомная и ядерная физикаЕГЭ по физике