Задание № 18 · ОГЭ

Задерживающее напряжение

Напряжение, останавливающее самые быстрые фотоэлектроны
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Задерживающее напряжение — это минимальное напряжение, которое полностью прекращает ток фотоэлектронов: даже самые быстрые электроны не достигают анода. Оно позволяет определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.

Задерживающее напряжение
Задерживающее напряжение \(U_з\) — это напряжение между электродами фотоэлемента, при котором ток фотоэлектронов становится равным нулю. По модулю оно соответствует энергии, необходимой для остановки наиболее быстрых фотоэлектронов: \(eU_з=K_{\max}\).
\(U_з\)
задерживающее напряжение
В
\(e\)
элементарный заряд
Кл
\(K_{\max}\)
максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона
Дж

Формула

Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта следует: энергия фотона расходуется на работу выхода электрона и его максимальную кинетическую энергию. Поэтому задерживающее напряжение находят по формуле

\[eU_з=K_{\max}=h\nu-A_{\text{вых}}=\frac{hc}{\lambda}-A_{\text{вых}}\]

Здесь \(h\nu\) — энергия фотона, \(A_{\text{вых}}\) — работа выхода, \(e\) — заряд электрона, \(\nu\) — частота света, \(\lambda\) — длина волны. Чем больше частота света, тем больше максимальная энергия электронов и задерживающее напряжение. Если частота достигает красной границы фотоэффекта, то \(K_{\max}=0\) и \(U_з=0\).

№
Пример

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна \(3{,}2\cdot10^{-19}\) Дж. При \(e=1{,}6\cdot10^{-19}\) Кл задерживающее напряжение равно \(U_з=K_{\max}/e=2\) В. Значит, достаточно приложить напряжение 2 В, чтобы остановить даже самые быстрые электроны.

!
Не путайте

Задерживающее напряжение не равно напряжению, при котором ток достигает насыщения. При задерживающем напряжении ток исчезает, потому что электроны движутся против электрического поля. Величина \(U_з\) определяется максимальной, а не средней энергией фотоэлектронов.

Проверьте себя

Как изменится задерживающее напряжение, если частоту падающего света увеличить, не меняя вещество катода?

Главное за минуту

Главное

  • Задерживающее напряжение полностью останавливает наиболее быстрые фотоэлектроны.
  • Основная связь: \(eU_з=K_{\max}=h\nu-A_{\text{вых}}\).
  • При увеличении частоты света задерживающее напряжение возрастает; оно не связано с током насыщения.