Задачи › Фотоэффект

Фототок насыщения при смене линзы

  1. Фототок насыщения при смене линзы

    ЕГЭ 2016, 11 кл.
    3/10

    В установке по наблюдению фотоэффекта свет от точечного источника \(S\), пройдя через собирающую линзу, падает на фотокатод параллельным пучком. В схему внесли изменение: на место первоначальной линзы поставили другую того же диаметра, но с большим фокусным расстоянием. Источник света переместили вдоль главной оптической оси линзы так, что на фотокатод свет снова стал падать параллельным пучком. Как изменился при этом (уменьшился или увеличился) фототок насыщения? Объясните, почему изменяется фототок насыщения, и укажите, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    Уменьшится. Фототок насыщения пропорционален числу фотонов, падающих на фотокатод в единицу времени; при параллельном пучке после второй линзы меньшее число фотонов из-за меньшего апертурного угла линзы проходит через неё.

    Решение

    1. Фототок насыщения уменьшится.

    2. Поскольку за линзой свет идёт параллельным пучком, точечный источник света находится в переднем фокусе линзы.

    3. Поэтому в случае линзы с бо́льшим фокусным расстоянием источник света находится на большем расстоянии от линзы (см. рисунок).

    Рисунок

    4. В результате фотоны, попадающие на первую линзу близко к её краю (на левом рисунке это область от пунктира до края линзы), уже не попадают на вторую линзу. Поэтому число фотонов, падающих на вторую линзу в единицу времени, меньше, чем падающих на первую.

    5. Фототок насыщения пропорционален числу фотонов, падающих на фотокатод в единицу времени. В предложенной установке на фотокатод падают все фотоны, прошедшие линзу, поэтому фототок насыщения при использовании второй линзы будет меньше, чем в первом случае.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх