НОФ 2012, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 4. Вакуумен фотодиод.

Олимпиада по физика 2012, Национален кръг, Хасково — тема за 10.–12. клас, първи етап · 21 април 2012 г. · 15 т.

Условие

Вакуумният фотодиод представлява вакуумиран кварцов балон, на който от вътрешната страна е изпарен тънък слой метал, който през балона може да се осветява със светлина. Този електрод се нарича катод. Другият електрод не може да се осветява. Между тези два електрода се подава напрежение и се измерва токът през фотодиода. При облъчване на фотодиода с монохроматична светлина с дължина на вълната $\lambda = 488{,}0\ \mathrm{nm}$ и мощност $P = 1{,}000\ \mathrm{mW}$ се наблюдава следната зависимост на тока през фотодиода от електродвижещото напрежение на източника:

Метал	$A$, eV
Ba	2,52
Na	2,36
K	2,29
Rb	2,26
Cs	2,14

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

електричен заряд на електрона: $e = 1{,}60.10^{-19}\ \mathrm{C}$

скорост на светлината: $c = 3{,}00.10^{8}\ \mathrm{m/s}$

а) Изчислете отделителната работа $A$ (в eV) на метала, от който е направен фотокатода? Кой от изброените в таблицата метали е използван? [5 т.]

б) Изчислете в какъв интервал е дължината на вълната на видима светлина, с която като осветяваме фотокатода, през него може да тече ток? [5 т.]

в) Квантов добив $\eta$ наричаме отношението на избитите от фотокатода електрони и падналите върху него фотони. Колко процента е квантовия добив $\eta$ на този фотокатод? [5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2012_10-12problemsD1.pdf · официални решения: NOF3_2012_10-12solutionsD1.pdf