Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.17 Фотоэффект (Отсутствует в ЕГЭ 2025)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#48952

Металлическая пластина облучается в вакууме светом с длиной волны, равной 200 нм. Работа выхода электронов из данного металла A вых = 3,7  эВ. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в электрическое поле напряженностью E = 260  В/м, причем вектор напряженности перпендикулярен поверхности пластины и направлен к этой поверхности. Измерения показали, что на некотором расстоянии L  от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна W = 15,9  эВ. Определите значение L  .

Источники: Основная волна 2021

Показать ответ и решение

Согласно уравнению Эйнштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона

E =A вых +Ek,

где E  – энергия фотона, A вых  – работы выхода, Ek  – кинетическая энергия фотоэлектрона.
Энергия фотона равна

E = hc,
    λ

где λ  – длина волны.
Тогда кинетическая энергия равна

     hc
Ek =  λ − A вых (1)

В электрическом поле на электрон действует сила, направление которой противоположно направлению вектора напряженности поля. Поэтому в нашем случае фотоэлектрона буду ускоряться полем. Запишем закон об изменении кинетической энергии

W  = Ek + A = Ek + eEL, (2)

где W  – кинетическая энергия фотоэлектрона на расстоянии L  от пластины, A  – работа электрического поля, E  – напряженность поля, e  – заряд электрона.
Подставим (1) в (2):

W = hc − A вых+eEL
     λ

Отсюда

        hc
L= W--−-λ-+-Aвых
         eE

Подставим числа из условия:

              −19      6,6⋅10−34 Дж ⋅с⋅3⋅108 м/ с          −19
   15,9⋅1,6⋅10---Дж-−--------200-⋅10−9-м-------+-3,7-⋅1,6⋅10---Д-ж
L=                     1,6⋅10−19 Кл ⋅260 В/м                    = 5 см

     6,6⋅10−34⋅1,6⋅1015       1,6⋅10−19⋅130 ⋅0,1
Ek1 =-----1,6-⋅10−19---- − 3,7+----1,6⋅10−19---- = 15,9 эВ
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, формула энергии фотонов, закон об изменении кинетической энергии, формула работы электрического поля);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

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

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!