ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Квантовая 17.26

[Александр Сакович]

17.26 (21.28). На металлическую пластинку падает пучок монохроматического света. При этом наблюдается явление фотоэффекта. Установите соответствие между графиками и зависимостями, которые они могут отражать.
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).

[Александр Сакович]

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.

[Александр Сакович]

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.