РУҚА
25

Решение: Частота света по тормозному пути

ЕГЭ · Физика · Задание 25 · Квантовая и ядерная физика
ПовышеннаяФИПИ19794EРазвёрнутое решение≈ 7 минутРазбор в 4 шага
Условие

Фотоэлектроны, выбитые монохроматическим светом из металла с работой выхода $A_{\text{вых}} = 1{,}89\ \text{эВ}$, попадают в однородное электрическое поле $E = 100\ \text{В/м}$. Какова частота света $\nu$, если длина тормозного пути у фотоэлектронов, чья начальная скорость максимальна и направлена вдоль линий напряжённости поля $\vec{E}$, составляет $d = 8{,}7\ \text{мм}$?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

4 шага
1

При движении электрона вдоль линий напряжённости электрическое поле тормозит его. Работа поля по модулю равна начальной максимальной кинетической энергии фотоэлектрона:

$$K_{\max}=eEd$$
2

В электрон-вольтах энергия, приобретённая при торможении, равна произведению напряжённости поля на путь, выраженному в вольтах:

$$eEd = e\cdot 100\cdot 8{,}7\cdot 10^{-3}\ \text{В}=0{,}87\ \text{эВ}$$
3

По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия фотона расходуется на работу выхода и максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:

$$h\nu=A_{\text{вых}}+K_{\max}=1{,}89+0{,}87=2{,}76\ \text{эВ}$$

Переведём энергию фотона в джоули и найдём частоту света:

$$\nu=\frac{2{,}76\cdot 1{,}602\cdot 10^{-19}}{6{,}626\cdot 10^{-34}}\approx 6{,}67\cdot 10^{14}\ \text{Гц}$$
Ответ

$\nu \approx 6{,}7\cdot 10^{14}\ \text{Гц}$

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не учитывают работу электрического поля при торможении фотоэлектрона.

Используют длину пути в миллиметрах без перевода в метры.

Складывают работу выхода с кинетической энергией, не переводя величины к одним единицам.

Закрепить приёмВ теме «Квантовая и ядерная физика» ещё 281 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 25 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 4 шага: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Квантовая и ядерная физика»: в ней 282 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.