К1.10 (17). Ядро испытывает позитронный β-распад (среди продуктов распада есть позитрон ₊₁⁰e). Как при этом изменяются заряд ядра и число нейтронов в ядре?
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 падающих фотонов E уменьшится.
2) По условию металл, на который падает свет, не изменится. Следовательно, работа A выхода электронов металла не изменится.
Определим, как изменяются модуль запирающего напряжения U_зап и длина волны λ_кр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, при изменении энергии падающих фотонов E.

Теория. 1) 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
\[E = A+e\cdot U_{\text{зап}}.\ \ \ (1)\]
2) Длина λ_кр волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, связана с работой A выхода
\[A = \frac{h\cdot c}{\lambda _{\text{кр}}}.\ \ \ (2)\]

Решение. 1) Определим, как изменится модуль запирающего напряжения U_зап при изменении энергии E падающих фотонов.
Модуль запирающего напряжения U_зап найдем из уравнения (1)
\[U_{\text{зап}} = \frac{E-A}{e}.\]
Элементарный заряд e - это постоянная величина. По условию работа A выхода электронов металла не изменится. Так как по условию энергия падающих фотонов E уменьшится, то из полученного уравнения следует, что модуль запирающего напряжения U_зап так же уменьшится.
Это соответствует изменению № 2.

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

К1.7 (14). Монохроматический свет с энергией фотонов E_ф падает на поверхность металла, вызывая фотоэффект. При этом напряжение, при котором фототок прекращается (запирающее напряжение), равно U_зап. Как изменятся модуль запирающего напряжения U_зап и длина волны λ_кр, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если энергия падающих фотонов E_ф уменьшится, но фотоэффект не прекратится?
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.


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 |ΔE_mn| связаны следующим соотношением:
\[h\cdot \nu = \left| E_n-E_m \right| = \left| \Delta E_{mn} \right|.\ \ \ (1)\]
4) Длина λ волны излучения или поглощения атома и энергия перехода |ΔE_mn| связаны следующим соотношением:
\[\frac{h\cdot }{\lambda } = \left| \Delta E_{mn} \right|.\ \ \ (2)\]

Решение. Определим для каждого процесса из первого столбца таблицы соответствующий им энергетический переход атома из второго столбца.
А) Поглощение кванта 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 |ΔE_mn|.
Поглощение фотона происходит при переходе с меньшего энергетического уровня на больший, т.е. в переходах 1 (0 → 1) и 2 (0 → 2). Наибольшая энергия |ΔE_mn| у перехода 2.
Данному процессу соответствует переход № 2.

Б) Излучение кванта света с максимальной частотой ν.
Величина h - это постоянная величина. Тогда из уравнения (1) следует, что максимальной частоте ν соответствует максимальная энергия перехода |ΔE_mn|.
Излучение фотона происходит при переходе с большего энергетического уровня на меньший, т.е. в переходах 3 (3 → 0) и 4 (4 → 0). Наибольшая энергия |ΔE_mn| у перехода 4.
Данному процессу соответствует переход № 4.
Ответ: А2 Б4 или 24.
Примечание. 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).

К1.6 (13). На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какие из этих четырёх переходов связаны с поглощением кванта света наименьшей длины волны и излучением кванта света с максимальной частотой? Установите соответствие между процессами поглощения и испускания света и стрелками, указывающими энергетические переходы атома.


К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.


Ответ: ____.

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 источник монохроматического света заменили на другой, с меньшей длиной волны. Следовательно, длина λ световой волны уменьшается.
Определим, как изменяются энергия E и импульс p фотона в световом пучке при изменении длины λ световой волны.

Решение. 1) Определим, как изменится энергия E фотона в световом пучке при изменении длины λ световой волны.
Энергия E фотона и длина λ волны связаны соотношением
\[E = \frac{h\cdot c}{\lambda }.\]
Скорость света c в вакууме и величина h - это постоянные величины. Так как по условию длина λ световой волны уменьшается, то из данного уравнения следует, что энергия E фотона в световом пучке увеличивается.
Это соответствует изменению № 1.

2) Определим, как изменится импульс p фотона в световом пучке при изменении длины λ световой волны.
Импульс p фотона и длина λ волны связаны соотношением
\[p = \frac{h}{\lambda }.\]
Величина h - это постоянная величина. Так как по условию длина λ световой волны уменьшается, то из данного уравнения следует, что импульс p фотона в световом пучке увеличивается.
Это соответствует изменению № 1.
Ответ: 11.

К1.5 (11). Источник монохроматического света заменяют на другой, с меньшей длиной волны. Как изменяются при этом энергия и импульс фотона в световом пучке?
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).

♻️28 августа опубликованы проекты документов, определяющих структуру и содержание контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена 2027 года:

✅ кодификаторы проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы среднего общего образования и элементов содержания для проведения единого государственного экзамена;
✅ спецификации контрольных измерительных материалов для проведения единого государственного экзамена;
✅ демонстрационные варианты контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена.

Решение. Определим для каждого закона из второго столбца таблицы условия соответствующий ей график из первого столбца таблицы.

1) Зависимость энергии E падающих фотонов от частоты ν падающего света:
Данная зависимость выражена уравнением (1), где величина h - это постоянная величина. Следовательно, это прямая пропорциональность, график которой является прямая линия под наклоном вверх и проходящая через начало координат.
Это соответствует графику А в таблице.

2) Зависимость энергии E падающих фотонов от длины λ волны падающего света:
Данная зависимость выражена уравнением (2), где скорость света c и величина h - это постоянные величины. Следовательно, это обратная пропорциональность, график которой является гипербола.
Такого графика нет в таблице.

3) Зависимость максимальной кинетической энергии E_max фотоэлектронов от частоты ν падающего света.
Данная зависимость выражена уравнением (3), где работа A выхода и величина h - это постоянные величины. Следовательно, это линейная функция, график которой является прямая линия под наклоном вверх и проходящая через точку (0, -A).
Это соответствует графику Б в таблице.

4) Зависимость потенциальной энергии E_пот взаимодействия фотоэлектронов с ионами металла от длины λ волны падающего света.
Потенциальная энергия E_пот взаимодействия фотоэлектронов с ионами металла не зависит от длины λ волны падающего света (см. теорию пункт 4). График такой зависимости - прямая линия, перпендикулярная оси E_пот (вертикальной оси).
Такого графика нет в таблице.
Ответ: А1 Б3 или 13.

Примечание. В книге неправильный ответ: 43.

Анализ условия. 1) В таблице условия перечислены законы фотоэффекта и закон радиоактивного распада.

Теория. Запишем все законы, которые указаны во втором столбце таблицы условия.
1) Зависимость энергии E падающих фотонов от частоты ν падающего света:
\[E = h\cdot \nu .\ \ \ (1)\]

2) Зависимость энергии E падающих фотонов от длины λ волны падающего света:
\[E = \frac{h\cdot c}{\lambda }.\ \ \ (2)\]

3) Зависимость максимальной кинетической энергии E_max фотоэлектронов от частоты ν падающего света.
Данную зависимость можно получить из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта
\[E = A+E_{max},\]
где E - энергия фотона, A - работа выход фотоэлектронов. Тогда с учетом уравнения (1) получаем
\[h\cdot \nu = A+E_{max},\]
\[E_{max} = h\cdot \nu -A.\ \ \ (3)\]

4) Зависимость потенциальной энергии E_пот взаимодействия фотоэлектронов с ионами металла от длины λ волны падающего света.
Потенциальная энергия E_пот взаимодействия фотоэлектронов с ионами металла зависит от параметров металла и не зависит от энергии E, частоты ν и длины λ волны падающего света.