На плоскую цинковую пластинку (Aвых = 3,75 эВ) падает электромагнитное излучение с длиной волны 0,3 мкм. Какова напряженность задерживающего однородного электрического поля, вектор напряженности которого перпендикулярен пластине, если фотоэлектрон может удалиться от поверхности пластинки на максимальное расстояние d = 2,5 мм?
💡 Пошаговый разбор и решение:
Используем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $E=A_вых + E_к$
Энергия фотона равна $E= \frac{hc}{\lambda}$
Электрическое поле совершает работу по торможению электронов. Тогда получаем: $E_к=eU_з$ Так как электрическое поле однородное, то $U_з=Ed$
Таким образом, получаем:
$\frac{hc}{\lambda} =A_вых + eEd$
Находим напряженность электрического поля
$E= $\frac{hc - A_вых\lambda}{ed\lambda}$ = $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,75 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 2,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =150В/м$ $E= $\frac{hc - A_вых\lambda}{ed\lambda}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,75 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 2,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =150В/м$ $E= $\frac{hc - A_вых\lambda}{ed\lambda}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,75 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 2,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =$
$=150В/м$
Ответ: 150 В/м.
Энергия фотона равна $E= \frac{hc}{\lambda}$
Электрическое поле совершает работу по торможению электронов. Тогда получаем: $E_к=eU_з$ Так как электрическое поле однородное, то $U_з=Ed$
Таким образом, получаем:
$\frac{hc}{\lambda} =A_вых + eEd$
Находим напряженность электрического поля
$E= $\frac{hc - A_вых\lambda}{ed\lambda}$ = $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,75 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 2,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =150В/м$ $E= $\frac{hc - A_вых\lambda}{ed\lambda}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,75 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 2,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =150В/м$ $E= $\frac{hc - A_вых\lambda}{ed\lambda}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,75 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{0,3 \cdot 10 в степени ( - 6 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 2,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =$
$=150В/м$
Ответ: 150 В/м.
Правильный ответ:
150 В/м
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 107839 • Задание №23
В закрытом сосуде под поршнем находится 4 г насыщенного водяного пара. Двигая поршень, занимаемый паром объем ...
ID 104845 • Задание №9
[рис.] Предмет, расположенный на тройном фокусном расстоянии от тонкой собирающей линзы, передвигают к фокальн...
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;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной 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;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной 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 данной 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...