Задание №17 ЕГЭ Физика с ответом и решением
Ответ: 24
Условие
При освещении металлической пластины светом наблюдается фотоэффект. Длину волны света λ плавно изменяют. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от длины волны падающего света эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ГРАФИКИ
А)
Б)
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) работа выхода фотоэлектрона из металла
2) импульс падающего на металл фотона
3) сила фототока
4) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
| A | Б |
|---|
Подсказки — как подойти к решению
- Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: p = h/λ, поэтому его график — убывающая кривая, а не прямая. Работа выхода задаётся только материалом пластины, и на таком графике ей соответствует горизонтальная линия.
- По уравнению Эйнштейна hc/λ = Aвых + Eк максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов убывает с ростом длины волны и существует лишь до красной границы. Помни, что сила фототока определяется интенсивностью света, а не длиной волны.
Решение
Работа выхода фотоэлектрона характеризует свойства материала металлической пластины и не зависит от длины волны падающего на нее света, поэтому график этой величины должен представлять собой горизонтальную линию. Тоже самое и для силы фототока: она определяется интенсивностью света, а не его длиной волны. Разберемся с оставшимися вариантами ответа.
Импульс фотона обратно пропорционален длине волны: p = h/λ. На графике А изображена именно такая зависимость физической величины от длины волны, поэтому этот график соответствует импульсу падающего на металл фотона (А — 2).
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, энергия фотона идет на работу выхода и на сообщение электрону кинетической энергии: h c/λ = A + E_кин. Поэтому максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от длины волны следующим образом: E_кин = h c/λ − A. Если длина волны фотона больше длины волны ch/A, соответствующей красной границе, фотоэффект не наблюдается. Поэтому от графика функции E_кин = h c/λ − A нужно взять только часть, где E_кин ≥ 0. На графике Б изображена именно такая ситуация, поэтому график Б соответствует максимальной кинетической энергии фотоэлектронов (Б — 4).
Ответ: 24.
Типичные ошибки
- Перепутаны прямая и обратная зависимости: импульс фотона p = h/λ убывает при росте длины волны, как и энергия фотона, поэтому обе кривые падают, и их легко поменять местами.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №17 по физике · Разбор темы №17 с нуля