НЕСФ 2022, 11. клас — Задача 3. Фотоефект

Национално есенно състезание по физика, 12-13 ноември 2022 г., Сливен — Тема за 11. клас (V състезателна група) · 12 ноември 2022 г. · 10 т.

Условие

Заряд на електрона $e = 1{,}6.10^{-19}\ \mathrm{C}$, константа на Планк $h = 6{,}63.10^{-34}\ \mathrm{J.s}$, скорост на светлината във вакуум $c = 3{,}0.10^{8}\ \mathrm{m/s}$;

Част А. Плосък алуминиев електрод се осветява с ултравиолетова светлина с дължина на вълната $\lambda = 100\ \mathrm{nm}$. Червената граница на фотоефекта за алуминий съответства на дължина на вълната $\lambda_0 = 332\ \mathrm{nm}$. На какво максимално разстояние от повърхността на електрода ще се отдалечи фотоелектронът, ако извън електрода има спиращо еднородно (хомогенно) електрично поле с интензитет $E = 0{,}75\ \mathrm{kN/C}$, насочен перпендикулярно на повърхността на електрода. [4 т.]

Част Б. Лъч на аргонов лазер с дължина на вълната $\lambda = 500\ \mathrm{nm}$ се фокусира върху плосък фотокатод в петно с диаметър $d = 0{,}1\ \mathrm{mm}$. Отделителната работа на фотокатода е $A = 2\ \mathrm{eV}$. Плосък анод е разположен успоредно на повърхността на катода на разстояние $l = 30\ \mathrm{mm}$. Между анода и фотокатода, се подава ускоряващо напрежение $U = 4\ \mathrm{kV}$, при което електроните достигат до анода. Намерете диаметъра на петното от попаднали фотоелектрони върху анода.

Указание. Електроните напускат фотокатода с всички възможни по посока скорости – от перпендикулярна на повърхността на катода до успоредна на нея. [6 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2023_11problems.pdf · официални решения: esenni_2023_11solutions.pdf