Задачи › Фотоэффект

Фотоэффект от атома водорода (C6)

  1. Фотоэффект от атома водорода (C6)

    ЕГЭ 2009, 11 кл.
    3/10

    Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой \(E_n = -13{,}6/n^2\) эВ, где \(n = 1, 2, 3, \dots\) При переходе атома в состояние с энергией \(E_1\) атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, этот фотон выбивает фотоэлектрон. Чему равна максимальная возможная скорость фотоэлектрона? Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода, \(\lambda_{кр} = 300\) нм.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(v_{макс} = 650\) км/с

    Решение

    Выделим в задаче два события: падение электрона на уровень \(E_1\) атома водорода с испусканием фотона максимальной энергии (то есть с уровня \(n_2 = \infty\) на уровень \(n_1 = 1\)) и фотоэффект при попадании светового кванта на поверхность фотокатода. Опишем эти явления уравнениями:

    1) \(E_\text{ф} = -13{,}6\left(\dfrac{1}{n_2^2} - \dfrac{1}{n_1^2}\right) = 13{,}6\) эВ.

    2) \(E_\text{ф} = \dfrac{hc}{\lambda_{кр}} + E_{\text{кин.макс}} = \dfrac{hc}{\lambda_{кр}} + \dfrac{m_e v_{макс}^2}{2}\).

    Подставляя значение энергии из выражения (1) в выражение (2) и переводя единицы в систему СИ, получаем ответ: \(v_{макс} = 650\) км/с.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи