Металлическая пластина облучается светом частотой $\nu = 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5$ Гц. Работа выхода электронов из данного металла равна 3,7 эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряженностью 130 В/м, причем вектор напряженности $\vecE$ направлен к пластине перпендикулярно ее поверхности. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов на расстоянии 10 см от пластины?
💡 Пошаговый разбор и решение:
Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов равна
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно$
$ = сильно E_m1=h\nu - A_вых=6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц - 3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж \approx 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м =$
$= 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Ответ: $25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
$h\nu=A_вых + E_m1 = сильно$
$ = сильно E_m1=h\nu - A_вых=6,62 \cdot 10 в степени ( - 34 ) ( Дж \cdot с ) \cdot 1,6 \cdot 10 в степени 1 в степени 5 Гц - 3,7 \cdot 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж \approx 4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Направление напряженности электрического поля совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Электроны заряжены отрицательно, поэтому поле, направленное перпендикулярно к пластине, будет ускорять электроны. На отрезке длиной x электрическое поле совершит работу по разгону электрона величиной $A=eEx$ Таким образом, максимальная кинетическая энергия электронов на расстоянии 10 см от пластины равна
$E_m2 = E_m1 + A=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м = 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$ $E_m2 = E_m1 + A=$
$=4,7 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж + 1,6 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Кл \cdot 130 В/м \cdot 0,1м =$
$= 25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Ответ: $25,5 \cdot 10 в степени ( - 19 ) Дж$
Правильный ответ:
$25,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 19 правая круглая скобка Дж$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 106295 • Задание №15
Пластины плоского воздушного конденсатора площадью S несут заряды +q и –q . Расстояние между пластинами d. Уст...
ID 167406 • Задание №12
Бутылку воды в прохладный день внесли с улицы в теплое помещение. Температура на улице равна 10 °С, а в помеще...
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 (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
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 (в данном случае — уравнение фотоэффекта и формула для работы, совершаемой над заряженной частицой в электрическом поле);
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 №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...