Задание 17 ЕГЭ по физике

Что проверяет: Квантовая физика и фотоэффект

Задание 17 ЕГЭ по физике проверяет тему «квантовая физика и фотоэффект». Ниже вы найдёте 4 варианта с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.

4 варианта с ответами

При исследовании зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещали через различные светофильтры. В первой серии опытов использовали светофильтр, пропускающий только ультрафиолетовое излучение, а во второй пропускающий только синий свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли задерживающее напряжение. Как изменялись длина световой волны, падающей на фотоэлемент, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при переходе от первой серии опытов ко второй? 1) увеличивалась; 2) уменьшалась; 3) не изменялась

Текст распознан с изображения задания. Формулы, таблицы и рисунки смотрите на картинке ниже.

ЕГЭ по физике: задание 17, условие
Ответ
12

Работа выхода электрона из металла равна 2,0 эВ. На металл падает свет с энергией фотона 5,0 эВ. Определите максимальную кинетическую энергию вылетающих электронов. Ответ выразите в электронвольтах.

Ответ
3

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: E_ф = A_вых + E_к макс.

Отсюда E_к макс = 5,0 − 2,0 = 3,0 эВ. Ответ — 3.

Определите энергию фотона, если частота излучения равна 5·10¹⁴ Гц. Постоянная Планка h = 6,6·10⁻³⁴ Дж·с. Ответ выразите в единицах 10⁻¹⁹ Дж, округлив до десятых.

Ответ
3.3

Энергия фотона E = hν.

Подставляем: E = 6,6·10⁻³⁴ · 5·10¹⁴ = 33·10⁻²⁰ = 3,3·10⁻¹⁹ Дж.

В указанных единицах это 3,3. Ответ — 3.3.

Атом водорода переходит из состояния с энергией −3,4 эВ в состояние с энергией −13,6 эВ. Определите энергию испущенного фотона. Ответ выразите в электронвольтах, округлив до десятых.

Ответ
10.2

При переходе на более низкий уровень атом испускает фотон, энергия которого равна разности энергий уровней.

E_ф = E_верх − E_ниж = (−3,4) − (−13,6) = 10,2 эВ. Ответ — 10.2.

Теория к заданию 17 ЕГЭ по физике: квантовая физика и фотоэффект

Нужно определить, как изменятся характеристики излучения и фотоэлектронов при изменении условий опыта.

Что нужно знать

Фотоэффект

Как решать задание 17

  1. Определите, как изменилась длина волны при переходе между сериями опытов.
  2. Свяжите её с энергией фотона обратной зависимостью.
  3. Примените уравнение Эйнштейна, чтобы найти изменение кинетической энергии.
  4. Проверьте, не влияет ли на величину интенсивность света.
  5. Запишите цифры в порядке столбцов таблицы.

Разбор примера

Частоту падающего на металл света увеличили, интенсивность оставили прежней. Как изменятся максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов и их число?

  1. Записываем уравнение Эйнштейна: hν = Aвых + Eк max.
  2. Работа выхода зависит только от материала и не меняется.
  3. Частота выросла, значит энергия фотона hν выросла.
  4. Следовательно, максимальная кинетическая энергия электронов увеличилась.
  5. Интенсивность осталась прежней, но при большей частоте энергия каждого фотона выше, значит самих фотонов в том же потоке энергии меньше.
  6. Значит, число вылетающих электронов уменьшилось.

Ответэнергия увеличилась, число электронов уменьшилось

Частые ошибки

Задание 17 входит в ЕГЭ по физике. Это единственная страница сайта, где собраны все варианты этого номера: текст условия, картинка задания, правильный ответ, разбор решения и теория с алгоритмом. Остальные номера открываются в списке выше, а их перечень с темами есть в списке заданий ЕГЭ по физике.