21. Монохроматический свет с энергией фотонов Eф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращается (запирающее напряжение), равно Uзап.
Как изменятся модуль запирающего напряжения Uзап и длина волны λкр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов Eф уменьшится?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Решение. По условию уменьшается энергия падающих фотонов Eф.
1) Энергия фотона Eф, работа выхода A и максимальная кинетическая энергия Ek max фотоэлектронов связаны соотношением
\[ E_{\text{ф}} = A + E_{k\,\max }, \]
где Ek max = e·Uзап, e — элементарный заряд, постоянная величина. Тогда
\[ E_{\text{ф}} = A + e \cdot U_{\text{зап}},\ \ U_{\text{зап}} = \frac{E_{\text{ф}} - A}{e}.\;\;\;(1) \]
Так как металл поверхности не меняется, то работа выхода A так же меняться не будет (работа выхода зависит от металла, из которого сделана поверхность). По условию энергия падающих фотонов Eф уменьшается, поэтому из уравнения (1) следует, что запирающее напряжение Uзап так же будет уменьшаться.
Это соответствует изменению № 2.
2) Длина волны λкр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, зависит только от работы выхода A поверхности. Так как металл поверхности не меняется, то работа выхода A и длина волны λкр так же меняться не будут.
Это соответствует изменению № 3.
Ответ: 23