Задание 21 ЕГЭ по физике · EB5C27
Красная граница фотоэффекта
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 из состояния Е2 в состояние Е1 атом испускает фотон. Поток таких фотонов падает на поверхность фотокатода. Запирающее напряжение для фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, Uзап = 6,1 В. Какова частота света νкр, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Найдём энергию электрона на втором и первом энергетических уровнях:
E2=−13,622=−3,4 эВ,E1=−13,612=−13,6 эВ
При переходе с уровня E2 на уровень E1 испускается фотон с энергией, равной разности энергий уровней:
hν=E2−E1=(−3,4)−(−13,6)=10,2 эВ
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется запирающим напряжением:
Kmax=eUзап=6,1 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта определим работу выхода материала фотокатода:
Aвых=hν−Kmax=10,2−6,1=4,1 эВ
На красной границе фотоэффекта энергия фотона равна работе выхода. Используем значение постоянной Планка h=4,14⋅10−15 эВ⋅с:
νкр=Aвыхh=4,14,14⋅10−15≈9,9⋅1014 Гц
E2=−13,622=−3,4 эВ,E1=−13,612=−13,6 эВ
При переходе с уровня E2 на уровень E1 испускается фотон с энергией, равной разности энергий уровней:
hν=E2−E1=(−3,4)−(−13,6)=10,2 эВ
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется запирающим напряжением:
Kmax=eUзап=6,1 эВ
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта определим работу выхода материала фотокатода:
Aвых=hν−Kmax=10,2−6,1=4,1 эВ
На красной границе фотоэффекта энергия фотона равна работе выхода. Используем значение постоянной Планка h=4,14⋅10−15 эВ⋅с:
νкр=Aвыхh=4,14,14⋅10−15≈9,9⋅1014 Гц
Пример ответа
ν_(кр)≈9,9·1014 Гц
Источник: Открытый банк ФИПИ EB5C27
Похожие задания
21При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, задерживающее напряжение для…Красная граница фотоэффекта · 5BF1E921В 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 · 0B795A
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.