Два покрытых кальцием электрода, один из которых заземлен, находятся в вакууме. Один из электродов заземлен. К ним подключен конденсатор емкостью C1 = 20 000пФ. Появившийся в начале фототок при длительном освещении прекращается, при этом на конденсаторе возникает заряд q = 2 · 10−8 Кл. Работа выхода электронов из кальция A = 4,42 · 10−19 Дж. Определите длину волны света, освещающего катод.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Фототок прекращается тогда, когда напряжение на конденсаторе станет равным некоторому критическому напряжению, называемому запирающем напряжением $U_з$ Найдем запирающее напряжение. В данном случае, это напряжение на конденсаторе, в тот момент, когда прекращается фототок: $U_з= \frac{q}{C}$ Фотон, падая на поверхность передает свою энергию электрону, при этом часть энергии фотона расходуется на преодоление работы выхода из металла, а оставшаяся часть энергии превращается в кинетическую энергию электрона: $h\nu= $\frac{hc}{\lambda}$ =A_вых + $\frac{m v ^2}{2}$ =A_вых + eU_з$ Откуда c учетом выражения для запирающего напряжения:
$\lambda= \frac{hc}{A_вых + e $\frac{q,}{C}$} = \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж/с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с}{4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot $\frac{2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) Кл,}{20000 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Ф}$} \approx 3,3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м=330нм$ $\lambda= \frac{hc}{A_вых + e $\frac{q,}{C}$} =$
$= \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж/с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с}{4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot $\frac{2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) Кл,}{20000 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Ф}$} \approx 3,3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м=330нм$ $\lambda= \frac{hc}{A_вых + e $\frac{q,}{C}$} =$
$= \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж/с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с}{4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot $\frac{2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) Кл,}{20000 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Ф}$} \approx 3,3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м=$
$=330нм$
Ответ: 330 нм.
$\lambda= \frac{hc}{A_вых + e $\frac{q,}{C}$} = \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж/с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с}{4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot $\frac{2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) Кл,}{20000 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Ф}$} \approx 3,3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м=330нм$ $\lambda= \frac{hc}{A_вых + e $\frac{q,}{C}$} =$
$= \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж/с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с}{4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot $\frac{2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) Кл,}{20000 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Ф}$} \approx 3,3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м=330нм$ $\lambda= \frac{hc}{A_вых + e $\frac{q,}{C}$} =$
$= \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж/с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с}{4,42 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot $\frac{2 \cdot 10 в степени ( - 8 ) Кл,}{20000 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Ф}$} \approx 3,3 \cdot 10 в степени ( - 7 ) м=$
$=330нм$
Ответ: 330 нм.
Правильный ответ:
330 нм
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 102457 • Задание №1
Зависимость координаты материальной точки, движущейся вдоль оси OX, от времени задана уравнением $x левая круг...
ID 168445 • Задание №22
Выберите два верных утверждения, которые соответствуют содержанию текста. Запишите в ответ их номера.
1. Аку...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (формула Эйнштейна для фототока, формула для напряжения на конденсаторе, связь частоты и длины волны);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования, но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (формула Эйнштейна для фототока, формула для напряжения на конденсаторе, связь частоты и длины волны);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);
III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;
IV) представлен правильный ответ. | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности и проведены необходимые преобразования, но имеются следующие недостатки.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.
ИЛИ
Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.
ИЛИ
В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В одной из исходных формул, необходимых для решения задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №25 по предмету Физика:
ID 108349
[рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма...
ID 108350
В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско...
ID 108351
Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$ — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с ...
ID 108352
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг...
ID 108353
[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...