17.14 (21.16). При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только синий свет, а во второй - только зелёный. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли напряжение запирания.
Как изменились частота, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов в результате перехода от первой серии опытов ко второй?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась, 2) уменьшилась, 3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) По условию изменили синий светофильтр на красный. Следовательно, цвет падающей световой волны, прошедшей через фильтр, изменяется с синего на красный.
2) По условию металл фотоэлемента, на который падает свет, не изменился. Следовательно, работа A выхода электронов металла не изменилась.
Определим, как изменяются длина λ волны падающего света и максимальная скорость υ_max фотоэлектронов при изменении цвета падающей волны.

Теория. 1) Энергия E фотона света и длина λ волны падающего света связаны соотношением
\[E = \frac{h\cdot c}{\lambda }.\ \ \ (1)\]
2) Энергия E фотона, работа A выхода и максимальная кинетическая энергия E_max связаны соотношением (уравнением Эйнштейна)
\[E = A+E_{max},\]
где \( E_{max} = \frac{m\cdot \upsilon _{\max }^{2}}{2}. \) Тогда с учетом уравнения (1) получаем
\[\frac{h\cdot c}{\lambda } = A+\frac{m\cdot \upsilon _{\max }^2}{2}.\ \ \ (2)\]
3) Для запоминания последовательности основных цветов спектра солнечного света (радуги) можно применять мнемоническую фразу: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Цвета (Красный, Оранжевый, Желтый, Зеленый, Голубой, Синий, Фиолетовый) расположены по возрастанию частоты ν и убыванию длины волны λ.

Решение. 1) Определим, как изменится длина λ волны падающего света при изменении цвета падающей волны.
По условию цвет падающей световой волны изменяется с синего на красный. Из мнемонического правила (см. теорию пункт 3) получаем, что длина волны красного цвета больше длины волны синего цвета. Следовательно, длина λ волны падающего света увеличилась.
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменится максимальная скорость υ_max фотоэлектронов при изменении цвета падающей волны.
Максимальную скорость υ_max фотоэлектронов найдем из уравнения (2)
\[\upsilon _{\max } = \sqrt{\frac{2\cdot \left( \frac{h\cdot c}{\lambda }-A \right)}{m}} = \frac{2h\cdot c}{\lambda \cdot m}-\frac{2A}{m}.\]
Скорость c света в вакууме, масса m электрона и величина h - это постоянные величины. По условию работа A выхода не изменилась. Так как из решения пункт 1 мы определили, что длина λ волны увеличилась, то из полученного уравнения следует, что максимальная скорость υ_max фотоэлектронов уменьшилась.
Это соответствует изменению № 2.
Ответ: 12.

Примечание. В книге неправильный ответ: 21.

17.13 (21.15). При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещался через различные светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только синий свет, а во второй - пропускающий только красный свет. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта.
Как изменились длина падающей световой волны и максимальная скорость фотоэлектронов в результате перехода от первой серии опытов ко второй?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась, 2) уменьшилась, 3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) По условию изменили желтый светофильтр на синий. Следовательно, цвет световой волны, прошедшей через фильтр, изменился с желтого на синий.
2) По условию металл фотоэлемента, на который падает свет, не изменится. Следовательно, работа A выхода электронов металла не изменилась.
Определим, как изменяются частота ν световой волны и работа A выхода фотоэлектронов при изменении цвета падающей волны.

Теория. 1) Энергия E фотона света и частота ν световой волны связаны соотношением
\[E = h\cdot \nu .\ \ \ (1)\]
2) Для запоминания последовательности основных цветов спектра солнечного света (радуги) можно применять мнемоническую фразу: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Цвета (Красный, Оранжевый, Желтый, Зеленый, Голубой, Синий, Фиолетовый) расположены по возрастанию частоты ν и убыванию длины волны λ.

Решение. 1) Определим, как изменится частота ν световой волны при изменении цвета падающей волны.
По условию цвет световой волны изменился с желтого на синий. Из мнемонического правила (см. теорию пункт 2) получаем, что частота световой волны синего цвета больше частоты волны желтого цвета. Следовательно, частота ν световой волны увеличилась.
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменится работа A выхода фотоэлектронов при изменении цвета падающей волны.
По условию работа A выхода не изменилась (см. анализ условия пункт 2).
Это соответствует изменению № 3.
Ответ: 13.

Примечание. В книге неправильный ответ: 23.

17.12 (21.14). При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только жёлтый свет, а во второй - только синий. В каждом опыте наблюдали явление фотоэффекта и измеряли напряжение запирания.
Как изменились частота световой волны и работа выхода фотоэлектронов в результате перехода от первой серии опытов ко второй?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась, 2) уменьшилась, 3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[/b]Анализ условия. 1) По условию изменяют зелёный светофильтр на фиолетовый. Следовательно, цвет падающей световой волны, прошедшей через фильтр, изменяется с зеленого на фиолетовый.
2) По условию металл фотоэлемента, на который падает свет, не изменится. Следовательно, работа A выхода электронов металла не изменится.
Определим, как изменяются длина λ волны падающего света и модуль запирающего напряжения U_зап при изменении цвета падающей волны.

Теория. 1) Энергия E фотона света и длина λ волны падающего света связаны соотношением
\[E = \frac{h\cdot c}{\lambda }.\ \ \ (1)\]
2) Энергия E фотона, работа A выхода и максимальная кинетическая энергия E_max связаны соотношением (уравнением Эйнштейна)
\[E = A+E_{max},\]
где E_max = e·U_зап. Тогда с учетом уравнения (1) получаем
\[\frac{h\cdot c}{\lambda } = A+e\cdot U_{\text{зап}}.\ \ \ (2)\]
3) Для запоминания последовательности основных цветов спектра солнечного света (радуги) можно применять мнемоническую фразу: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан». Цвета (Красный, Оранжевый, Желтый, Зеленый, Голубой, Синий, Фиолетовый) расположены по возрастанию частоты ν и убыванию длины волны λ.

Решение. 1) Определим, как изменится длина λ волны падающего света при изменении цвета падающей волны.
По условию цвет падающей световой волны изменяется с зеленого на фиолетовый. Из мнемонического правила (см. теорию пункт 3) получаем, что длина волны фиолетового цвета меньше длины волны зеленого цвета. Следовательно, длина λ волны падающего света уменьшается.
Это соответствует изменению № 2.

2) Определим, как изменится модуль запирающего напряжения U_зап при изменении цвета падающей волны.
Модуль запирающего напряжения U_зап найдем из уравнения (2)
\[U_{\text{зап}} = \frac{\frac{h\cdot c}{\lambda }-A}{e} = \frac{h\cdot c}{\lambda \cdot e}-\frac{A}{e}.\]
Скорость c света в вакууме, элементарный заряд e и величина h - это постоянные величины. По условию работа A выхода не изменяется. Так как из решения пункт 1 мы определили, что длина λ волны уменьшается, то из полученного уравнения следует, что модуль запирающего напряжения U_зап увеличивается.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 21.

17.11 (21.13). При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от длины волны падающего света фотоэлемент освещается через различные светофильтры. В первой серии опытов используется светофильтр, пропускающий только зелёный свет, а во второй - пропускающий только фиолетовый свет. В каждом опыте наблюдают явление фотоэффекта и измеряют запирающее напряжение.
Как изменяются длина световой волны и модуль запирающего напряжения при переходе от первой серии опытов ко второй?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличивается, 2) уменьшается, 3) не изменяется.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) По условию энергия E падающих фотонов изменилась.
2) По условию модуль запирающего напряжения U_зап увеличился.
3) По условию металл, на который падает свет, не изменился. Следовательно, работа A выхода электронов металла не изменилась.
Определим, как изменяются длина λ волны падающего света и длина λ_кр волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, при изменении модуля запирающего напряжения U_зап.

Теория. 1) Энергия E фотона света и длина λ волны падающего света связаны соотношением
\[E = \frac{h\cdot c}{\lambda }.\ \ \ (1)\]
2) Энергия E фотона, работа A выхода и максимальная кинетическая энергия E_max связаны соотношением (уравнением Эйнштейна)
\[E = A+E_{max},\]
где E_max = e·U_зап. Тогда с учетом уравнения (1) получаем
\[\frac{h\cdot c}{\lambda } = A+e\cdot U_{\text{зап}}.\ \ \ (2)\]
3) Длина λ_кр волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, связана с работой выхода
\[A = \frac{h\cdot c}{\lambda _{\text{кр}}}.\ \ \ (3)\]

Решение. 1) Определим, как изменится длина λ волны падающего света при изменении модуля запирающего напряжения U_зап.
Длину λ волны падающего света найдем из уравнения (2)
\[\lambda = \frac{h\cdot c}{A+e\cdot U_{\text{зап}}}.\]
Скорость c света в вакууме, элементарный заряд e и величина h - это постоянные величины. По условию работа A выхода не изменилась. Так как модуль запирающего напряжения U_зап увеличился, то из полученного уравнения следует, что длина λ волны уменьшилась.
Это соответствует изменению № 2.

2) Определим, как изменится длина λ_кр волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, при изменении модуля запирающего напряжения U_зап.
Длину λ_кр волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, найдем из уравнения (3)
\[\lambda _{\text{кр}} = \frac{h\cdot c}{A}.\]
Скорость c света в вакууме и величина h - это постоянные величины. Так как по условию работа A выхода не изменилась, то из полученного уравнения следует, что длина λ_кр волны так же не изменилась.
Это соответствует изменению № 3.
Ответ: 23.

Примечание. В книге неправильный ответ: 41.

17.10 (21.12). Монохроматический свет с длиной λ волны упал на поверхность металла, вызвав фотоэффект. При изменении энергии падающих фотонов увеличился модуль запирающего напряжения U_зап. Как изменились при этом длина λ волны падающего света и длина волны λ_кр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась, 2) уменьшилась, 3) не изменилась.
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.


Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

Анализ условия. 1) На рисунке изображена диаграмма энергетических уровней атом, на которой стрелками отмечены переходы атома между этими уровнями.

Теория. 1) Поглощение фотона происходит при переходе с меньшего энергетического уровня на больший.
2) Излучение фотона происходит при переходе с большего энергетического уровня на меньший.
3) Частота ν излучения или поглощения атома и энергия перехода |E_n - E_m| связаны следующим соотношением:
\[h\cdot \nu = \left| E_n-E_m \right|.\ \ \ (1)\]
4) Длина λ волны излучения или поглощения атома и энергия перехода |E_n - E_m| связаны следующим соотношением:
\[\frac{h\cdot c}{\lambda } = \left| E_n-E_m \right|.\ \ \ (2)\]

Решение. Определим для каждого процесса из первого столбца таблицы соответствующую им энергию фотона из второго столбца.
А) Поглощение света наименьшей длины волны λ.
Скорость c света в вакууме и величина h - это постоянные величины. Тогда из уравнения (2) следует, что наименьшей длине λ волны соответствует наибольшая энергия перехода |E_n - E_m|.
Поглощение фотона происходит при переходе с меньшего энергетического уровня на больший, т.е. в переходах 1 (0 → 3) и 2 (0 → 4). Наибольшая энергия |E_n - E_m| у перехода 2, где |E_n - E_m| = |E₄ - E₀|.
Данному процессу соответствует энергия № 4.

Б) Излучение света наименьшей частоты ν.
Величина h - это постоянная величина. Тогда из уравнения (1) следует, что наименьшей частоте ν соответствует наименьшая энергия перехода |E_n - E_m|.
Излучение фотона происходит при переходе с большего энергетического уровня на меньший, т.е. в переходах 3 (2 → 0) и 4 (1 → 0). Наименьшая энергия |E_n - E_m| у перехода 4, где |E_n - E_m| = |E₁ - E₀|.
Данному процессу соответствует переход № 1.
Ответ: А4 Б1 или 41.

Примечание. 1) В книге неправильный ответ: 13.
2) На рисунке обозначение энергетических уровней не соответствует обозначениям в учебниках Мякишева Г.Я., где ближайший к ядру уровень обозначается как 1 уровень, и соответствующая ему энергия как E₁ (на рисунке E₀).