При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит освобождение фотоэлектронов. Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты света в 2 раза? Ответы 1. Увеличится в 2 раза 2. Увеличится более чем в 2 раза 3. Увеличится менее чем в 2 раза 4. Не изменится
При увеличении частоты света в 2 раза, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов также увеличится. Это происходит из-за того, что кинетическая энергия фотоэлектрона напрямую зависит от частоты света. Согласно формуле для эффекта фотоэлектрического, E_k = h*ν - φ, где E_k - кинетическая энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка, ν - частота света, φ - работа выхода. Таким образом, увеличение частоты света в 2 раза приведет к увеличению максимальной кинетической энергии фотоэлектронов также в 2 раза. Ответ: 1. Увеличится в 2 раза.
Для решения этого вопроса нужно обратиться к уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:
[ E_k = h \nu - A, ]
где ( E_k ) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, ( h ) — постоянная Планка, ( \nu ) — частота света, ( A ) — работа выхода, то есть минимальная энергия, необходимая для освобождения электрона из материала катода.
Если частота света увеличивается в 2 раза (( \nu \rightarrow 2\nu )), то новое уравнение для кинетической энергии будет выглядеть так:
[ E_{k, \text{новое}} = h \cdot 2\nu - A = 2h\nu - A. ]
Максимальная кинетическая энергия увеличится на величину ( h \nu ):
[ E_{k, \text{новое}} - E_k = (2h\nu - A) - (h\nu - A) = h\nu. ]
Таким образом, увеличение максимальной кинетической энергии не в 2 раза, а скорее на ( h \nu ), что означает, что она увеличивается более чем в 2 раза относительно изначальной кинетической энергии, если работа выхода ( A ) меньше чем ( h\nu ).
Таким образом, правильный ответ: 2. Увеличится более чем в 2 раза.
