Задачи › Фотоэффект

Фотоэффект в полях

  1. Фотоэффект в полях

    ЕГЭ 2019, 11 кл.
    4/10

    Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси \(OX\) под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть частота падающего света \(\nu\), чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена против оси \(OY\)? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля \(3\cdot 10^2\) В/м, индукция магнитного поля \(10^{-3}\) Тл.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сравните модули силы электрического поля и силы Лоренца; самая быстрая скорость фотоэлектрона определяется уравнением Эйнштейна.

    Ответ

    \(\nu < 6{,}4\cdot 10^{14}\) Гц

    Решение

    Модуль силы, действующей на электрон со стороны электрического поля \(\vec E\), не зависит от скорости: \(|F_э| = |e|E\) (1), а модуль силы Лоренца прямо пропорционален скорости электрона: \(|F_л| = |e|\upsilon B\) (2).

    Для того чтобы электроны отклонялись в сторону, противоположную оси \(OY\), должно быть \(F_э > F_л\), или \(E > \upsilon B\) (3).

    Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта определяет максимальную скорость фотоэлектрона: $$h\nu = A_{вых} + \frac{m\upsilon^2}{2}.   (4)$$

    Из (1)–(4) получаем: $$\nu < \frac{1}{h}\left(\frac{mE^2}{2B^2} + A_{вых}\right) \approx 6{,}4\cdot 10^{14} Гц.$$

    Ответ: \(\nu < 6{,}4\cdot 10^{14}\) Гц.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх