НПСФ 2010, 11–12 клас — Задача 2. Фотоелектричен ефект

Национално пролетно състезание по физика 2010, Тема за 11 и 12 клас · 13 март 2010 г. · 10 т.

Условие

Лазер с дължина на вълната $\lambda$ се фокусира върху плосък фотокатод от вакуумния елемент, показан на Фигура 2. Между катода и анода на вакуумния елемент се подава постоянно напрежение $U$. Разстоянието между катода и анода е $L$ и те са успоредни един на друг, както е показано на Фигура 2. Ако работата, необходима да се избие електрон от повърхността на метала е $A$, масата на електрона е $m$, а зарядът на електрона е $e$, то намерете:

Упътване: При решаването на задачата използвайте уравнението на Айнщайн за фотоефекта. За условие г) приемете, че плочите на двата успоредни електрода образуват плосък кондензатор. Интензитетът на електричното поле $E$ между плочите на плосък кондензатор е свързан с потенциала между двата електрода посредством равенството $E=\dfrac{U}{L}$. Приемете също, че лазерът се фокусира върху катода в точка с пренебрежими размери.

а) При каква максимална дължина на вълната $\lambda_0$, все още ще се излъчват електрони от катода (червената граница). [1,5 т.]

б) Максималната скорост $V_1$, с която фотоелектроните се отделят от фотокатода ( при осветяване с лазера с дължина на вълната $\lambda$ ). [1,5 т.]

в) Максималната скорост $V_2$, с която електроните, избити от катода, достигат анода. [3 т.]

г) Радиуса $R$ на петното, в което попадат електроните върху анода. [4 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2010_11-12problems.pdf · официални решения: proletni_2010_11-12solutions.pdf