Фотокатод облучают светом с длиной волны 300 нм. Красная граница фотоэффекта фотокатода 450 нм. Вычислите запирающее напряжение U между анодом и катодом.
💡 Пошаговый разбор и решение:
По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта
$\frac{hc}{\lambda} = A + \frac{m v ^2}{2}$
Зная «красную» границу фотоэффекта, можем найти работу выхода для данного металла $\frac{hc}{\lambda_0} =A$
Учитывая, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна работе электрического поля, тормозящей эти электроны,
$\frac{m v ^2}{2} =eU$
В результате получаем значение задерживающего напряжения
$U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ = $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$ $U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$
Ответ: 1,4 В.
$\frac{hc}{\lambda} = A + \frac{m v ^2}{2}$
Зная «красную» границу фотоэффекта, можем найти работу выхода для данного металла $\frac{hc}{\lambda_0} =A$
Учитывая, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна работе электрического поля, тормозящей эти электроны,
$\frac{m v ^2}{2} =eU$
В результате получаем значение задерживающего напряжения
$U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ = $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$ $U= $\frac{hc}{e}$ \cdot $\frac{\lambda_0 - \lambda}{\lambda\lambda_0}$ =$
$= $\frac{6,6 \cdot 10 в степени ( - 34 ) Дж \cdot с \cdot 3 \cdot 10 в степени 8 м/с \cdot ( 450 - 300 ) \cdot 10 в степени ( - 9 ) м}{1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 450 \cdot 300 \cdot 10 в степени ( - 18 ) м ^2}$ \approx 1,4В$
Ответ: 1,4 В.
Правильный ответ:
1,4 В
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104080 • Задание №7
Броуновская частица массой 1,3 · 10−15 кг находится в жидкости при температуре 300 К. Чему равна среднеквадрат...
ID 103906 • Задание №6
В результате торможения в верхних слоях атмосферы высота полета искусственного спутника над Землей уменьшилась...
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 расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), 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 объеме или отсутствуют.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.
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 нем допущена ошибка | 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 расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), 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 объеме или отсутствуют.
И (
ИЛИ
)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты.
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 нем допущена ошибка | 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 №32 по предмету Физика:
ID 109296
По гладкой горизонтальной направляющей длиной 2l скользит бусинка с положительным зарядом $Q бо...
ID 109297
Фотокатод с работой выхода $4,42 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая ...
ID 109298
Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металли...
ID 109299
При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электрон...
ID 109300
При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 3 эВ из нее выбиваются электрон...