Задание 26 ЕГЭ по физике · 6C6442
Мощность света при фотоэффекте
В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой ν=6,1⋅ 10 14 Гц падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова мощность падающего света Р, если в среднем один из 20 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
По графику определяем силу тока насыщения: Iнас=2 мА=2⋅10−3 А.
Число электронов, выбиваемых с катода за единицу времени, связано с током соотношением:
Nₑt=Iнасe
Так как один электрон выбивается в среднем из 20 фотонов, число падающих фотонов в единицу времени в 20 раз больше:
Nфt=20Iнасe
Энергия одного фотона равна Eф=hν, поэтому мощность падающего света:
P=Nфthν=20Iнасhνe
Подставляем h=6,63⋅10−34 Дж⋅с, e=1,6⋅10−19 Кл, Iнас=2⋅10−3 А и ν=6,1⋅1014 Гц:
P=20⋅2⋅10−3⋅6,63⋅10−34⋅6,1⋅10141,6⋅10−19≈0,10 Вт
Число электронов, выбиваемых с катода за единицу времени, связано с током соотношением:
Nₑt=Iнасe
Так как один электрон выбивается в среднем из 20 фотонов, число падающих фотонов в единицу времени в 20 раз больше:
Nфt=20Iнасe
Энергия одного фотона равна Eф=hν, поэтому мощность падающего света:
P=Nфthν=20Iнасhνe
Подставляем h=6,63⋅10−34 Дж⋅с, e=1,6⋅10−19 Кл, Iнас=2⋅10−3 А и ν=6,1⋅1014 Гц:
P=20⋅2⋅10−3⋅6,63⋅10−34⋅6,1⋅10141,6⋅10−19≈0,10 Вт
Пример ответа
Мощность падающего света P ≈ 0,10 Вт.
Источник: Открытый банк ФИПИ 6C6442
Похожие задания
26Небольшой кубик массой m=1 кг начинает скользить с нулевой начальной скоростью по гладкой горке, переходящей…Кубик в мёртвой петле · 01DB3F26Снаряд в полёте разорвался на два равных осколка, один из которых продолжил движение по направлению движения…Масса снаряда после взрыва · 03765426Два шарика, массы которых m=0,1 кг и M=0,2 кг, висят, соприкасаясь, на нитях. Левый шарик отклоняют на угол…Удар шариков и теплота · 04966626К бруску массой М прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая нить, один…Ускорение бруска с блоком · 04DCB426К бруску массой М = 2 кг прикреплён лёгкий блок (см. рисунок), через него переброшена лёгкая нерастяжимая…Ускорение бруска с блоком · 08702326Имеется недеформированная пружина длиной L = 20 см и жёсткостью k = 30 Н/м, груз массой m = 0,2 кг, а также…Груз на вращающемся диске · 0DDE03
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.