Задание 21 ЕГЭ по физике · 3ECAE5
Частота света по фотоэффекту
В вакууме находятся два кальциевых электрода, к которым подключён конденсатор ёмкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд 5,5⋅ 10 −9 Кл. «Красная граница» фотоэффекта для кальция λ0 =450 нм. Определите частоту световой волны, освещающей катод. Ёмкостью системы электродов пренебречь.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
После прекращения фототока электроны не могут достигать второго электрода. Напряжение на конденсаторе является запирающим напряжением.
U=qC
Вычислим запирающее напряжение, учитывая, что 4000 пФ=4000⋅10−12 Ф.
U=5,5⋅10−94000⋅10−12=1,375 В
Частота, соответствующая красной границе фотоэффекта, равна:
ν0=cλ0=3⋅108450⋅10−9≈6,67⋅1014 Гц
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна eU, поэтому hν−hν0=eU.
ν=ν0+eUh
Подставим значения e=1,6⋅10−19 Кл и h=6,6⋅10−34 Дж⋅с:
ν≈6,67⋅1014+1,6⋅10−19⋅1,3756,6⋅10−34≈1,00⋅1015 Гц
U=qC
Вычислим запирающее напряжение, учитывая, что 4000 пФ=4000⋅10−12 Ф.
U=5,5⋅10−94000⋅10−12=1,375 В
Частота, соответствующая красной границе фотоэффекта, равна:
ν0=cλ0=3⋅108450⋅10−9≈6,67⋅1014 Гц
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна eU, поэтому hν−hν0=eU.
ν=ν0+eUh
Подставим значения e=1,6⋅10−19 Кл и h=6,6⋅10−34 Дж⋅с:
ν≈6,67⋅1014+1,6⋅10−19⋅1,3756,6⋅10−34≈1,00⋅1015 Гц
Пример ответа
ν ≈ 1,0 · 1015 Гц
Источник: Открытый банк ФИПИ 3ECAE5
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
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.