РУҚА
32

Решение: Красная граница фотоэффекта

ЕГЭ · Физика · Задание 32 · Квантовая и ядерная физика
ПовышеннаяФИПИ8185D1Развёрнутое решение≈ 7 минутРазбор в 5 шагов
Условие

При увеличении в 2 раза частоты света, падающего на поверхность металла, запирающее напряжение для вылетающих с этой поверхности фотоэлектронов увеличилось в 3 раза. Первоначальная длина волны падающего света была равна 250 нм. Какова частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта для этого металла?

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

5 шагов
1

Для фотоэффекта используем уравнение Эйнштейна, выраженное через запирающее напряжение:

$$eU_\text{зап}=h(\nu-\nu_0)$$
2

Первоначальная частота света равна:

$$\nu_1=\frac{c}{\lambda_1}=\frac{3\cdot10^8}{250\cdot10^{-9}}=1{,}2\cdot10^{15}\ \text{Гц}$$
3

После увеличения частоты в 2 раза частота становится равной $\nu_2=2\nu_1$. С учётом пропорциональности запирающего напряжения величине $\nu-\nu_0$ запишем условие:

$$\frac{U_2}{U_1}=\frac{2\nu_1-\nu_0}{\nu_1-\nu_0}=3$$
4

Решаем полученное уравнение:

$$2\nu_1-\nu_0=3\nu_1-3\nu_0;\quad 2\nu_0=\nu_1;\quad \nu_0=\frac{\nu_1}{2}$$

Подставляем найденную первоначальную частоту:

$$\nu_0=\frac{1{,}2\cdot10^{15}}{2}=6\cdot10^{14}\ \text{Гц}$$
Ответ

Частота, соответствующая красной границе фотоэффекта, равна $6\cdot10^{14}\ \text{Гц}$.

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

Где здесь ошибаются

Используют длину волны непосредственно вместо частоты, не переходя к величине $\nu=c/\lambda$.

Забывают, что запирающее напряжение пропорционально разности $\nu-\nu_0$, а не самой частоте света.

Неверно трактуют условие увеличения частоты в 2 раза и записывают новую частоту как $\nu_1+2\nu_1$.

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

Как решать задание 32 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: 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.