Задание 21 ЕГЭ по физике · 5BD390
Работа выхода фотоэлектрона
Кванты света с длиной волны 660 нм вырывают с поверхности металла фотоэлектроны, которые описывают в однородном магнитном поле с индукцией 1 мТл окружности максимальным радиусом 2 мм. Определите работу выхода электрона из металла.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Максимальному радиусу окружности соответствует максимальная скорость фотоэлектронов. Сила Лоренца играет роль центростремительной силы:
evB=mv2r
Выразим скорость электрона и его максимальную кинетическую энергию:
v=eBrm,Eк,max=mv22=e2B2r22m
Подставим значения e=1,6⋅10−19 Кл, B=1⋅10−3 Тл, r=2⋅10−3 м и m=9,1⋅10−31 кг:
Eк,max=1,6⋅10−1921⋅10−322⋅10−322⋅9,1⋅10−31≈5,6⋅10−20 Дж
Энергия фотона равна:
Eγ=hcλ=6,63⋅10−34⋅3⋅108660⋅10−9≈3,01⋅10−19 Дж
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта работа выхода равна разности энергии фотона и максимальной кинетической энергии электрона:
Aвых=Eγ−Eк,max≈3,01⋅10−19−5,6⋅10−20=2,45⋅10−19 Дж
evB=mv2r
Выразим скорость электрона и его максимальную кинетическую энергию:
v=eBrm,Eк,max=mv22=e2B2r22m
Подставим значения e=1,6⋅10−19 Кл, B=1⋅10−3 Тл, r=2⋅10−3 м и m=9,1⋅10−31 кг:
Eк,max=1,6⋅10−1921⋅10−322⋅10−322⋅9,1⋅10−31≈5,6⋅10−20 Дж
Энергия фотона равна:
Eγ=hcλ=6,63⋅10−34⋅3⋅108660⋅10−9≈3,01⋅10−19 Дж
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта работа выхода равна разности энергии фотона и максимальной кинетической энергии электрона:
Aвых=Eγ−Eк,max≈3,01⋅10−19−5,6⋅10−20=2,45⋅10−19 Дж
Пример ответа
Работа выхода электрона из металла: A_(вых)≈2,45·10−19 Дж, или примерно 1,53 эВ.
Источник: Открытый банк ФИПИ 5BD390
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.