Вопрос задан 19.10.2026 в 07:34. Предмет Физика. Спрашивает Пайвин Никита.

При увеличении частоты падающего на металл света в два раза задерживающее напряжение для фотоэлектронов увеличивается в три раза. Частота первоначально падающего света 1,2·10¹⁵ Гц. Определите длину волны (в нм) света, соответствующую «красной границе» для этого металла.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Креницына Варя.

Дано:

  • Начальная частота света: ν1=1,2⋅1015\nu_1=1{,}2\cdot10^{15} Гц.

  • При увеличении частоты в 2 раза: ν2=2ν1\nu_2=2\nu_1.

  • Задерживающее напряжение увеличивается в 3 раза: U2=3U1U_2=3U_1.

  • Скорость света: c=3⋅108c=3\cdot10^8 м/с.

Найти: λкр\lambda_{\text{кр}} — длину волны, соответствующую красной границе фотоэффекта.

Решение

1. Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

hν=Aвых+Ekmax⁡h\nu=A_{\text{вых}}+E_{k\max}

где:

  • hh — постоянная Планка;

  • ν\nu — частота падающего света;

  • AвыхA_{\text{вых}} — работа выхода электрона из металла;

  • Ekmax⁡E_{k\max} — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов связана с задерживающим напряжением:

Ekmax⁡=eUE_{k\max}=eU

Работа выхода связана с частотой красной границы фотоэффекта:

Aвых=hν0A_{\text{вых}}=h\nu_0

Следовательно:

hν=hν0+eUh\nu=h\nu_0+eU

2. Составим уравнения для двух случаев.

Для первоначальной частоты:

hν1=hν0+eU1h\nu_1=h\nu_0+eU_1

Отсюда:

eU1=h(ν1−ν0)eU_1=h(\nu_1-\nu_0)

При увеличении частоты в 2 раза задерживающее напряжение увеличивается в 3 раза:

h⋅2ν1=hν0+3eU1h\cdot2\nu_1=h\nu_0+3eU_1

Подставим выражение для eU1eU_1:

2hν1=hν0+3h(ν1−ν0)2h\nu_1=h\nu_0+3h(\nu_1-\nu_0)

Сократим на hh:

2ν1=ν0+3ν1−3ν02\nu_1=\nu_0+3\nu_1-3\nu_0

Упростим:

2ν1=3ν1−2ν02\nu_1=3\nu_1-2\nu_0
2ν0=ν12\nu_0=\nu_1

Таким образом:

ν0=ν12\boxed{\nu_0=\frac{\nu_1}{2}}

3. Найдём частоту красной границы фотоэффекта.

ν0=1,2⋅10152\nu_0=\frac{1{,}2\cdot10^{15}}{2}
ν0=6⋅1014 Гц\nu_0=6\cdot10^{14}\text{ Гц}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос