Задачи атомной и ядерной физики, астрономии
Квантовая физика. Кодификатор 2021 Задача: В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью Р = 0,2 Вт падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведен на рисунке. Какова длина волны λ падающего света, если в среднем один из 35 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон? Фотоэффект Решение: 1. Сила тока I = q / t, где q − заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t. 2. Когда ток в цепи достигает насыщения, все фотоэлектроны, выбитые из катода, достигают анода (Imax = 2 мА). Заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t равен q = eNet, e−модуль заряда электрона, Ne − количество фотоэлектронов, выбитых из катода за 1 с. Ответ: λ≈ 433 нм. 3. По условию задачи Ne = Nф / 35, где Nф − количество фотонов, падающих на катод за 1 с. 4. Энергия фотона Eф = hν = hc/λ. Мощность излучения P = W/t = Nф⋅Eф=35 Imax hc/λe. 5. λ = Nф⋅Eф=35 Imax hc/Pe