РУҚА
25

Решение: Длина волны по фотоэффекту

ЕГЭ · Физика · Задание 25 · Квантовая и ядерная физика
ПовышеннаяФИПИ3E43EAРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 4 шага
Условие

На плоскую цинковую пластинку падает электромагнитное излучение. Фотоэлектроны удаляются от поверхности пластинки на расстояние не более $8{,}75\ \text{см}$ в задерживающем однородном электрическом поле, перпендикулярном пластинке. Напряжённость поля $100\ \text{В/м}$. Работа выхода электрона с поверхности цинка $3{,}74\ \text{эВ}$. Какова длина волны падающего излучения?

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

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов полностью расходуется на работу против задерживающего электрического поля.

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

Переведём расстояние в метры и найдём кинетическую энергию в электрон-вольтах:

$$d=8{,}75\ \text{см}=0{,}0875\ \text{м},\qquad \frac{K_{\max}}{e}=Ed=100\cdot0{,}0875=8{,}75\ \text{В},\qquad K_{\max}=8{,}75\ \text{эВ}$$
3

По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия падающего фотона равна сумме работы выхода и максимальной кинетической энергии фотоэлектрона:

$$E_\gamma=A_{\text{вых}}+K_{\max}=3{,}74+8{,}75=12{,}49\ \text{эВ}$$

Используем связь энергии фотона с длиной волны. Приближённо $hc\approx1240\ \text{эВ}\cdot\text{нм}$:

$$\lambda=\frac{hc}{E_\gamma}=\frac{1240}{12{,}49}\ \text{нм}\approx99{,}3\ \text{нм}=9{,}93\cdot10^{-8}\ \text{м}$$
Ответ

Длина волны падающего излучения: $\lambda\approx9{,}9\cdot10^{-8}\ \text{м}$, или примерно $99\ \text{нм}$.

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

Где здесь ошибаются

Не переводят расстояние $8{,}75\ \text{см}$ в метры.

В уравнении Эйнштейна складывают работу выхода с энергией, затраченной электрическим полем, в разных единицах.

Используют только работу выхода и не учитывают кинетическую энергию фотоэлектронов.

Путают задерживающее поле с ускоряющим и ставят неверный знак перед работой электрического поля.

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.