НЕСФ 2025, Есенно състезание, 11. клас — Задача 1. Фотоефект

Есенно национално състезание по физика, София, 07 – 09.11.2025 г. — Тема 11. клас (Пета възрастова група) · 7 ноември 2025 г. · 10 т.

Условие

Лъчението на аргонов лазер е фокусирано в точка върху равнината на катод $K$ на вакуумен фотоелемент (фиг. 1). Между плоския анод $A$ и успоредния му катод $K$, разположени на разстояние $d$, се подава постоянно напрежение $U$ (ускоряващо или задържащо). Върху анода се наблюдават кръгли петна от попадналите електрони. Отделителната работа на електроните в катода е $A_0 = 2\ \mathrm{eV}$, а дължината на вълната на лазерното лъчение е $\lambda = 500\ \mathrm{nm}$. Намерете:

Полезни константи.

Константа на Планк – $h = 6{,}63.10^{-34}\ \mathrm{J.s}$

Елементарен заряд – $q_0 = 1{,}6.10^{-19}\ \mathrm{C}$

Скорост на светлината във вакуум – $c = 3{,}0.10^{8}\ \mathrm{m/s}$

а) израз за радиуса $R_1$ на петното от електрони върху анода при наличие на ускоряващо напрежение. Приемете, че движението на електроните се извършва с постоянно ускорение $a$. [4 т.]

б) израз за радиуса $R_2$ на петното от електрони върху анода при наличие на задържащо напрежение, получено при размяна на полюсите на източника. Границите на петното се определят от електроните, които достигат анода с нулева компонента на скоростта, перпендикулярна на равнината на анода. [4 т.]

в) напрежението на източника, ако $R_1/R_2 = 2$. [2 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2026_11problems.pdf · официални решения: esenni_2026_11solutions.pdf