Задание 25 ЕГЭ по физике · 3926A9
Задерживающее поле фотоэлектронов
На плоскую цинковую пластинку (Авых = 3,75 эВ) падает электромагнитное излучение с длиной волны 0,3 мкм. Какова напряжённость задерживающего однородного электрического поля, вектор напряжённости которого перпендикулярен пластине, если фотоэлектрон может удалиться от поверхности пластинки на максимальное расстояние d = 2,5 мм?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Энергия фотона определяется формулой:
Eγ=hcλ
Приближённо используем значение hc≈1240 эВ·нм. Длина волны 0,3 мкм равна 300 нм, поэтому энергия фотона:
Eγ=1240300≈4,13 эВ
По уравнению Эйнштейна найдём максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:
Ek max=Eγ−Aвых=4,13−3,75=0,38 эВ
При движении фотоэлектрона против направления электрического поля работа поля полностью уменьшает его кинетическую энергию. В точке максимального удаления электрон останавливается, поэтому:
eEd=Ek max
Так как 1 эВ соответствует энергии электрона при прохождении разности потенциалов 1 В, напряжение, необходимое для остановки электрона, равно 0,38 В. Тогда:
E=0,382,5⋅10−3≈1,5⋅102 В/м
Eγ=hcλ
Приближённо используем значение hc≈1240 эВ·нм. Длина волны 0,3 мкм равна 300 нм, поэтому энергия фотона:
Eγ=1240300≈4,13 эВ
По уравнению Эйнштейна найдём максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:
Ek max=Eγ−Aвых=4,13−3,75=0,38 эВ
При движении фотоэлектрона против направления электрического поля работа поля полностью уменьшает его кинетическую энергию. В точке максимального удаления электрон останавливается, поэтому:
eEd=Ek max
Так как 1 эВ соответствует энергии электрона при прохождении разности потенциалов 1 В, напряжение, необходимое для остановки электрона, равно 0,38 В. Тогда:
E=0,382,5⋅10−3≈1,5⋅102 В/м
Пример ответа
E≈1,5⋅102 В/м
Источник: Открытый банк ФИПИ 3926A9
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.