Энергетические уровни
Монохроматический свет с энергией фотонов \(E_{\text{ф}}\) падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. Напряжение, при котором фототок прекращается, равно \(U_{\text{зап}}\). Как изменятся модуль запирающего напряжения \(U_{\text{зап}}\) и длина волны \(\lambda_{\text{кр}}\), соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов \(E_{\text{ф}}\) увеличится?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться. \[\begin{array}{|c|c|}
\hline
\text{ Модуль запирающего напряжения}& \text{ «Красная граница» фотоэффекта} \\
\hline
& \\
\hline
\end{array}\]
Уравнение Энштейна (фотоэффект): \[h\nu=A_{\text{вых}}+E_k\] Красная граница фотоэффекта: \[h\nu_{\text{кр}}=A_{\text{вых}}\] Запирающее напряжение: \[eU_{\text{зап}}=E_k=h\nu-A_{\text{вых}}\] Запирающее напряжение зависит от энергии фотона, поэтому при увеличении энергии модуль запирающего напряжения увеличивается.
Красная граница фотоэффекта определяется работой выхода и не зависит от энергии фотонов, поэтому «Красная граница» фотоэффекта не изменится
Квант света выбивает электрон из металла. Как изменятся при увеличении энергии фотона в этом опыте следующие три величины: работа выхода электрона из металла, максимальная возможная скорость фотоэлектрона, его максимальная кинетическая энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1)увеличится;
2)уменьшится;
3)не изменится.
\[\begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{ Работа выхода }& \text{Максимальная скорость} & \text{Максимальная кинетическая} \\ \text{электрона из металла}& \text{фотоэлектрона} & \text{энергия} \\ \hline & \\ \hline \end{array}\]
Работа выхода электрона из металла зависит только от свойств металла и никак не изменяется при увеличении энергии фотона в этом опыте.
Согласно уравнению фотоэффекта Эйнштейна: \[E_\text{фот}=A_\text{вых}+E_\text{кин}\]
Следовательно, при увеличении энергии фотона максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается. Раз увеличивается максимальная кинетическая энергия, увеличивается и максимальная скорость фотоэлектронов.
