.16 Квантовая физика (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2026)
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает электрон из металлической пластинки (катода) в
сосуде, из которого откачан воздух, но в котором содержится небольшое количество водорода. Электрон разгоняется
постоянным электрическим полем с напряженностью 
В/м до энергии, равной энергии ионизации атома водорода
эВ, и ионизирует атом. Возникший свободный электрон имеет нулевую скорость и ускоряется тем же
электрическим полем. На каком расстоянии от пластинки его энергия окажется достаточной для ионизации другого атома
водорода?
Уравнение Эйнштейна в данном случае будет иметь вид:
где 
– энергия фотона, 
– работа выхода из металла, 
– кинетическая энергия вылетевшего электрона.
Энергия фотона равна
где 
– длина волны Работа выхода равна
где 
– длина волны, соответствующая красной границе.
Кинетическая энергия
где 
– масса электрона, 
– скорость электрона.
Тогда
Из чего следует, что начальная скорость вылетевшего электрона 
. Работа электрического поля при ускорении
равна
где 
– заряд электрона, 
– напряженность поля, 
– расстояние, пройденное электроном.
При этом конечная энергия электрона равна 
, тогда из закона об изменении кинетической энергии
Подставим числа из условия
Это мы получили, расстояние, на котором фотоэлектрон ионизирует атом водорода. После ионизации атома водорода вылетит
ещё один электрон с нулевой начальной скоростью, при этом конечная энергия электрона будет равна 
, аналогично
фотоэлектрону можно найти также расстояние, на котором энергии электрона будет достаточно для ионизации, для этого запишем
закон об изменении кинетической энергии
электрон, вылетевший при ионизации, будет обладать достаточной энергией для ионизации на расстоянии 
мм от места
первой ионизации, то есть на расстоянии 27,2 мм от пластинки.
| 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 фотона, формула работы выхода, формула максимальной кинетической энергии электронов, формула работы электрического поля, закон об изменении кинетической энергии); | |
| 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
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!
