Задание 21 ЕГЭ по физике · D4025B
Частота света по радиусу электрона
Фотокатод с работой выхода 4,42 <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />⋅ 10– 19 Дж освещается монохроматическим светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 4 ⋅ 10– 4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 10 мм. Какова частота ν падающего света?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Так как скорость электронов перпендикулярна линиям магнитной индукции, магнитная сила сообщает электронам центростремительное ускорение.
evB=mv2r
Из уравнения движения найдём импульс электрона.
p=mv=eBr
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна
Eкmax=p22mₑ=e2B2r22mₑ
Подставим значения e=1,6⋅10−19 Кл, B=4⋅10−4 Тл, r=10 мм=10−2 м, me=9,1⋅10−31 кг.
Eкmax=1,6⋅10−1924⋅10−4210−222⋅9,1⋅10−31≈2,25⋅10−19 Дж
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия фотона расходуется на работу выхода и приобретение электроном максимальной кинетической энергии.
hν=Aвых+Eкmax
Найдём частоту падающего света при h=6,63⋅10−34 Дж⋅с.
ν=4,42⋅10−19+2,25⋅10−196,63⋅10−34≈1,0⋅1015 Гц
evB=mv2r
Из уравнения движения найдём импульс электрона.
p=mv=eBr
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна
Eкmax=p22mₑ=e2B2r22mₑ
Подставим значения e=1,6⋅10−19 Кл, B=4⋅10−4 Тл, r=10 мм=10−2 м, me=9,1⋅10−31 кг.
Eкmax=1,6⋅10−1924⋅10−4210−222⋅9,1⋅10−31≈2,25⋅10−19 Дж
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия фотона расходуется на работу выхода и приобретение электроном максимальной кинетической энергии.
hν=Aвых+Eкmax
Найдём частоту падающего света при h=6,63⋅10−34 Дж⋅с.
ν=4,42⋅10−19+2,25⋅10−196,63⋅10−34≈1,0⋅1015 Гц
Пример ответа
ν ≈ 1,0 · 1015 Гц
Источник: Открытый банк ФИПИ D4025B
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.