Задание 21 ЕГЭ по физике · 765857
Импульс фотоэлектрона
Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой En =− 13,6 n2 эВ, где n = 1, 2, 3, … . При переходе атома из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, этот фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, νкр = 6 ⋅ 1014 Гц. Чему равен максимально возможный импульс фотоэлектрона?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Энергия фотона равна энергии, выделившейся при переходе электрона с уровня n=2 на уровень n=1:
Eγ=E2−E1=−13,622−(−13,6)=10,2 эВ
Работа выхода фотокатода определяется красной границей фотоэффекта:
Aвых=hνкр=6,626⋅10−34⋅6⋅1014=3,976⋅10−19 Дж
Переведём энергию фотона в джоули и найдём максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:
Eγ=10,2⋅1,602⋅10−19=1,634⋅10−18 Дж
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:
Eкmax=Eγ−Aвых=1,634⋅10−18−3,976⋅10−19=1,236⋅10−18 Дж
Максимальный импульс фотоэлектрона найдём из классической связи кинетической энергии и импульса:
pmax==≈1,5⋅10−24 кг⋅м/с
Eγ=E2−E1=−13,622−(−13,6)=10,2 эВ
Работа выхода фотокатода определяется красной границей фотоэффекта:
Aвых=hνкр=6,626⋅10−34⋅6⋅1014=3,976⋅10−19 Дж
Переведём энергию фотона в джоули и найдём максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:
Eγ=10,2⋅1,602⋅10−19=1,634⋅10−18 Дж
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:
Eкmax=Eγ−Aвых=1,634⋅10−18−3,976⋅10−19=1,236⋅10−18 Дж
Максимальный импульс фотоэлектрона найдём из классической связи кинетической энергии и импульса:
pmax==≈1,5⋅10−24 кг⋅м/с
Пример ответа
Максимально возможный импульс фотоэлектрона равен pₘₐₓ ≈ 1,5·10−24 кг·м/с.
Источник: Открытый банк ФИПИ 765857
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.