Задание 21 ЕГЭ по физике · 9C8F39
Кинетическая энергия фотоэлектрона
Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />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, фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, λкр = 300 нм. Чему равна максимально возможная кинетическая энергия фотоэлектрона?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Вычислим энергии электрона на втором и первом уровнях:
E2=−13,622=−3,4 эВ,E1=−13,612=−13,6 эВ
Энергия испущенного при переходе фотона равна разности энергий начального и конечного состояний:
Eγ=E2−E1=(−3,4)−(−13,6)=10,2 эВ
Работа выхода материала фотокатода определяется красной границей фотоэффекта. Используем приближённое значение hc≈1240 эВ⋅нм:
A=hcλкр=1240300≈4,13 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна энергии фотона за вычетом работы выхода:
Kmax=Eγ−A=10,2−4,13≈6,07 эВ
E2=−13,622=−3,4 эВ,E1=−13,612=−13,6 эВ
Энергия испущенного при переходе фотона равна разности энергий начального и конечного состояний:
Eγ=E2−E1=(−3,4)−(−13,6)=10,2 эВ
Работа выхода материала фотокатода определяется красной границей фотоэффекта. Используем приближённое значение hc≈1240 эВ⋅нм:
A=hcλкр=1240300≈4,13 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна энергии фотона за вычетом работы выхода:
Kmax=Eγ−A=10,2−4,13≈6,07 эВ
Пример ответа
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона Kₘₐₓ≈6,1 эВ.
Источник: Открытый банк ФИПИ 9C8F39
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.