Главная / ЕГЭ Физика / Задание №26 / ID 108985
ID 108985 ЕГЭ Физика Линия №26 СдамГИА ID: 32307 Кинематика
✈️ TG ВК Следующая ⏭️
Излучение аргонового лазера с длиной волны λ  =  500 нм сфокусировано на фотокатоде в пятно диаметром d  =  0,1 мм. Работа выхода фотокатода A  =  2 эВ. На анод, расположенный на расстоянии l  =  30 мм от катода, подано ускоряющее напряжение U  =  4 кВ. Найти диаметр пятна на аноде, на которое попадают фотоэлектроны.
Чертеж к задаче
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] 1.  Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта

$\frac{hc}{\lambda} =A + \frac{m_e v _0 ^2}{2}$

найдем скорость вылетающих с фотокатода электронов:

$v _0= \sqrt{аргумента: $\frac{2 ( hc - A\lambda )}{\lambda m_e}$} аргумента$

2.  Фотоэлектроны попадают в электрическое поле, напряженность которого равна $E= \frac{U}{l}$ Это электрическое поле действует на фотоэлектроны с силой, направленной противоположно направлению вектору напряженности, и = й $F=eE$
Рассмотрим движение электронов в электрическом поле по горизонтальной и вертикальной осям.
По горизонтальной оси движение = ускоренное с ускорением $a_x= \frac{F}{m_e}$ по вертикальной оси проекция силы равна нулю, поэтому движение электронов = мерное.
В таком случае уравнения движения электронов по выбранным осям имеют вид:

$x ( t ) =x_0 + v _0xt + $\frac{a_xt ^2}{2}$ = \frac{a_xt ^2}{2}$
$y ( t ) =y_0 + v _0yt= $\frac{d}{2}$ + v _0t$

Начальная координата $y_0= \frac{d}{2}$ так как электроны вылетают из крайних точек фотокатода. Диаметр пятна на аноде будет иметь максимальное значение в том случае, если начальная скорость электронов будет направлена вертикально. Поэтому в уравнении $v _0x=0, v _0y= v _0$
3.  При попадании фотоэлектронов на анод координаты крайней точки будут равны $x= l,y= \frac{D}{2}$
Тогда уравнения будут иметь вид:

$l= \frac{a_xt ^2}{2}$
$\frac{D}{2} = $\frac{d}{2}$ + v _0t$

4.  Объединяем все полученные формулы и выражаем диаметр пятна на аноде:

$D=d + 2l \sqrt{аргумента: $\frac{2 ( hc - A\lambda )}{\lambda m_e}$} аргумента \sqrt{аргумента: $\frac{2m_e}{eU}$} аргумента =d + 4l \sqrt{аргумента: $\frac{hc - A\lambda}{\lambda eU}$} аргумента$

Работа выхода равна $A=2эВ=3,2 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ Подставляем значения величин и получаем:

$D=10 в степени ( - 4 ) + 4 \cdot 0,03 \sqrt{аргумента: \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34} аргумента \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,2 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 5 \cdot 10 в степени ( - 7 )}{5 \cdot 10 в степени ( - 7 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 4 \cdot 10 ^3} ) \approx1,4мм$ $D=10 в степени ( - 4 ) + $
$ + 4 \cdot 0,03 \sqrt{аргумента: \frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34} аргумента \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 - 3,2 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 5 \cdot 10 в степени ( - 7 )}{5 \cdot 10 в степени ( - 7 ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) \cdot 4 \cdot 10 ^3} ) \approx1,4мм$

Ответ: 1,4 мм.
Правильный ответ: 1,4 мм
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104294 • Задание №8
Температура медного образца массой 100 г повысилась с 20 °C до 60 °C. Какое количество теплоты получил образец...
Смотреть разбор ↗
ID 103936 • Задание №6
На двух узких опорах покоится тяжелая горизонтальная однородная доска. На доске посередине между опорами лежит...
Смотреть разбор ↗
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 | 2

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, 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) | 1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0

Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №26 по предмету Физика:
ID 108782 Два одинаковых груза массой $M=100 г$ каждый подвешены на концах невесомой и нерастяжимой нити,... ID 108783 На последнем автосалоне в Детройте фирма «Мерседес» представила новый родстер с двигателем объе... ID 108784 [рис.] Из двух ровных досок сделан желоб, представляющий собой двугранный угол с раствором $2 а... ID 108785 [рис.] К одному концу легкой пружины жесткостью k  =  100 Н/⁠м прикреплен массивный груз, лежащ... ID 108786 [рис.] В установке, изображенной на рисунке, грузик А соединен перекинутой через блок нитью с б...
← Предыдущее задание 📚 Все задания по предмету Следующее задание →