Задание 21. На установке, представленной на фотографиях (рис. а — общий вид; рис. б — фотоэлемент), исследовали зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Для этого в прорезь осветителя помещали различные светофильтры и измеряли запирающее напряжение. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только красный свет, а во второй — пропускающий только жёлтый.
Как изменяются длина световой волны, падающей на фотоэлемент, и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Решение.
Связь между кинетической энергией частиц и частотой падающего света дает формул Эйнштейна для фотоэффекта
,
где
v – частота падающего
света; A – работа выхода;
- скорость
фотоэлектронов. В свою очередь запирающее напряжение U пропорционально
скорости выбиваемых частиц и определяется по формуле
.
Чтобы
определить у какого света длина волны больше или меньше, можно воспользоваться
следующей подсказкой: «каждый охотник желает знать где сидит фазан». Здесь первые
буквы каждого слова определяют тот или иной цвет. Причем цвета расположены в
порядке убывания длины волны. Таким образом, имеем, что красный свет имеет
длину волны больше, чем желтый свет. Вспомним, что частота v света связана с
длиной волны соотношением 
, где c – скорость света
в вакууме. То есть красный свет имеет частоту меньше, чем желтый. Тогда в
соответствии с формулой Эйнштейна, для красного света имеем меньшую скорость
частиц, чем для желтого. Соответственно, запирающее напряжение для красного света будет меньше, чем для желтого, то есть, от опыта к опыту возрастает.
Ответ: 21.
Другие задания:
Для наших пользователей доступны следующие материалы: