На установке, представленной на фотографиях (рис. 1 — общий вид; рис. 2 — фотоэлемент), исследуют зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Для этого в прорезь осветителя помещают различные светофильтры и измеряют запирающее напряжение. В первой серии опытов используется светофильтр, пропускающий только красный свет, а во второй — пропускающий только жёлтый свет.
Как изменяются модуль запирающего напряжения и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при переходе от первой серии опытов ко второй?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Решение:
При переходе от красного к жёлтому свету частота возрастает, энергия фотонов растёт(), отдаваемая энергия электронам увеличивается, следовательно, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов возрастает.
Запирающее напряжение определяется максимальной кинетической энергией фотоэлектронов, а та зависит от их скорости: чем выше скорость, тем больше кинетическая энергия. Скорость фотоэлектронов возрастает при увеличении частоты падающего излучения, причём , где — скорость света в вакууме, — длина волны падающего света. Поскольку в серии опытов длина волны последовательно уменьшается, частота растёт, следовательно, увеличиваются и кинетическая энергия фотоэлектронов, и необходимое запирающее напряжение.