В лабораторной работе ученик изучает зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, вылетающих с фотокатода, от частоты падающего света. В опытах наблюдается явление фотоэффекта. Частоту падающего света в опыте немного уменьшают. Как при этом изменяются работа выхода фотоэлектронов из металла фотокатода и запирающее напряжение? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение:
Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
Работа выхода является физической характеристикой конкретного материала (металла фотокатода). Она определяется типом вещества и структурой его кристаллической решётки, поэтому не зависит от частоты или интенсивности падающего света. Следовательно, при изменении частоты работа выхода остаётся неизменной (выбираем цифру 3).
Запирающее напряжение связано с максимальной кинетической энергией фотоэлектронов соотношением: где — элементарный заряд.
Из уравнения Эйнштейна видно, что при уменьшении частоты падающего света максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшается (так как уменьшается энергия фотонов ). Следовательно, величина запирающего напряжения также уменьшается (выбираем цифру 2).