Задание 25 ЕГЭ по физике · BD8A11
Максимальное удаление фотоэлектрона
На плоскую цинковую пластинку (Авых = 3,75 эВ) падает электромагнитное излучение с длиной волны 0,3 мкм. На какое максимальное расстояние от поверхности пластинки может удалиться фотоэлектрон, если задерживающее однородное электрическое поле, перпендикулярное пластинке, имеет напряжённость 1 В/см?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Энергия фотона равна Eγ=hcλ. Используем hc≈1240 эВ⋅нм, а длина волны 0,3 мкм=300 нм.
Eγ=1240300 эВ≈4,13 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна разности энергии фотона и работы выхода.
Ek max=Eγ−Aвых=4,13−3,75=0,38 эВ
Переведём максимальную кинетическую энергию в джоули.
Ek max=0,38⋅1,6⋅10−19 Дж≈6,1⋅10−20 Дж
Напряжённость поля 1 В/см равна 100 В/м. При максимальном удалении работа электрического поля полностью уменьшает кинетическую энергию электрона: eEd=Ek max.
d=Ek maxeE=6,1⋅10−201,6⋅10−19⋅100 м≈3,8⋅10−3 м
Eγ=1240300 эВ≈4,13 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна разности энергии фотона и работы выхода.
Ek max=Eγ−Aвых=4,13−3,75=0,38 эВ
Переведём максимальную кинетическую энергию в джоули.
Ek max=0,38⋅1,6⋅10−19 Дж≈6,1⋅10−20 Дж
Напряжённость поля 1 В/см равна 100 В/м. При максимальном удалении работа электрического поля полностью уменьшает кинетическую энергию электрона: eEd=Ek max.
d=Ek maxeE=6,1⋅10−201,6⋅10−19⋅100 м≈3,8⋅10−3 м
Пример ответа
Максимальное расстояние равно d ≈ 3,8 · 10−3 м ≈ 3,8 мм.
Источник: Открытый банк ФИПИ BD8A11
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
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.