Задание 17 ЕГЭ по физике · 6F2B31
Частота излучения по энергии фотоэлектронов
Металлическая пластина облучается монохроматическим электромагнитным излучением. Работа выхода электронов из данного металла равна 4,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 100 В/м. Вектор напряжённости Е⃗ поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 20 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 21,9 эВ. Определите частоту падающего на пластину электромагнитного излучения.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При удалении электрона от пластины сила электрического поля совершает положительную работу, так как электрон заряжен отрицательно, а вектор напряжённости направлен к пластине. Поэтому кинетическая энергия электрона увеличивается на работу поля.
K1=K0+eEs
Выразим начальную максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов у поверхности пластины. Удобно учитывать, что величина eEs в электрон-вольтах равна Es, если E выражена в вольтах на метр, а s — в метрах.
K0=K1−eEs=21,9−100⋅0,20=1,9 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия фотона расходуется на работу выхода и максимальную кинетическую энергию вылетевшего электрона.
hν=Aвых+K0=4,7+1,9=6,6 эВ
Переведём энергию фотона в джоули и найдём частоту, используя постоянную Планка h=6,63⋅10−34 Дж⋅с.
ν=6,6⋅1,602⋅10−196,63⋅10−34≈1,6⋅1015 Гц
K1=K0+eEs
Выразим начальную максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов у поверхности пластины. Удобно учитывать, что величина eEs в электрон-вольтах равна Es, если E выражена в вольтах на метр, а s — в метрах.
K0=K1−eEs=21,9−100⋅0,20=1,9 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия фотона расходуется на работу выхода и максимальную кинетическую энергию вылетевшего электрона.
hν=Aвых+K0=4,7+1,9=6,6 эВ
Переведём энергию фотона в джоули и найдём частоту, используя постоянную Планка h=6,63⋅10−34 Дж⋅с.
ν=6,6⋅1,602⋅10−196,63⋅10−34≈1,6⋅1015 Гц
Пример ответа
ν≈1,6·1015 Гц
Источник: Открытый банк ФИПИ 6F2B31
Похожие задания
17В ядерном реакторе цепочка ядерных реакций начинается с захвата ядром нейтрона. Как изменятся при захвате…Захват нейтрона ядром · 00AFC717Как изменятся при электронном β^( – )-распаде ядра изотопа тория ²³¹₉₀Th число нейтронов в ядре и массовое…Изменения при β⁻-распаде · 08356D17Монохроматический свет с длиной волны l падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Как изменятся…Изменение величин при фотоэффекте · 09D47917При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент…Изменение параметров фотоэффекта · 0A5B5E17Монохроматический свет с длиной волны λ падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При изменении…Изменение параметров фотоэффекта · 10C93F17Как изменяются с уменьшением массового числа изотопов одного и того же химического элемента число протонов в…Изменение числа нуклонов · 15A633
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.