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 1 вариант с условием, ответом и разбором, а под ними теория и алгоритм решения этого номера.

Ответ

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

Энергия фотона: E = hν = hc/λ. Чем меньше длина волны, тем больше энергия.
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: hν = Aвых + Eк max.
Ультрафиолетовое излучение имеет меньшую длину волны, чем синий свет, значит при переходе к синему свету длина волны увеличивается.
При увеличении длины волны энергия фотона уменьшается, значит уменьшается и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
Максимальная кинетическая энергия не зависит от интенсивности света, от неё зависит число фотоэлектронов.

Фотоэффект

Уравнение Эйнштейна: hν = Aвых + Eк max, где Aвых означает работу выхода, которая зависит только от металла.
Энергия фотона: E = hν = hc/λ; постоянная Планка h = 6,63·10⁻³⁴ Дж·с.
Красная граница фотоэффекта: νmin = Aвых/h; λmax = hc/Aвых.
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от частоты света, но не от его интенсивности.
Число вылетающих электронов (фототок насыщения) пропорционально интенсивности света, но не зависит от частоты.
Запирающее напряжение: eUз = Eк max.
Фотоэффект не возникает при частоте ниже красной границы, какой бы яркой ни была лампа.
Ультрафиолет имеет большую частоту и меньшую длину волны, чем видимый свет, значит его фотоны энергичнее.

Как решать задание 17

Определите, как изменилась длина волны при переходе между сериями опытов.
Свяжите её с энергией фотона обратной зависимостью.
Примените уравнение Эйнштейна, чтобы найти изменение кинетической энергии.
Проверьте, не влияет ли на величину интенсивность света.
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?

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

Ответэнергия увеличилась, число электронов уменьшилось

Частые ошибки

Считают, что у синего света длина волны меньше, чем у ультрафиолета.
Связывают кинетическую энергию фотоэлектронов с интенсивностью.

Задание 17 входит в ЕГЭ по физике. На этой странице собраны все варианты этого номера, которые разобраны на сайте: условие, правильный ответ и разбор решения. Остальные номера открываются в списке выше, а целиком все задания ЕГЭ по физике с ответами собраны на странице предмета.