Физика ЕГЭ 2021 Демоверсия Решение задания 32
32. В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью Р = 0,21 Вт падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова
частота ν падающего света, если в среднем один из 30 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?
Решение:
1. По определению силы тока
где q – заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t.
2. Когда ток в цепи достигает насыщения, все фотоэлектроны, выбитые из катода, достигают анода. Тогда за время t через поперечное сечение проводника проходит заряд
где е – модуль заряда электрона, Ne– количество фотоэлектронов, выбитых из катода за 1 с.
Так как
(где Nф – количество фотонов, падающих на катод за 1 с), то
3. Так как энергия фотона
то мощность излучения
4. Окончательно получим:
Согласно приведённому графику сила тока насыщения Imax = 2 мA, тогда
Ответ: 8,5 ⋅ 1014 Гц