Автор: admin. Рубрики: Задачи 31 (С6). Опубликовано: Январь 7th, 2014

Комбинированная задача для подготовки к ЕГЭ, объединяющая сразу несколько тем: «Явление фотоэффекта», «Движение заряженных частиц в электрическом поле» и «Движение заряженных частиц в магнитном поле», 11 класс.

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть работа выхода А с поверхности фотокатода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей, действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении? Частота света 6,5*1014 Гц, напряженность электрического поля 3*102 В/м, индукция магнитного поля 10-3 Тл.

Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном поле

Чтобы ответить на вопрос, поставленный в условии задачи, первым делом напрашивается записать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Именно из этого уравнения выражаем неизвестную — работу выхода.уравнение фотоэффекта

И если энергию фотонов, вызывающих фотоэффект, можно определить по известной формуле Планка, то для определения кинетической энергии фотоэлектронов нет скорости.

Именно к нахождению скорости фотоэлектронов и сводится решение этой задачи.

Скорость электронов найдем следующим образом. Со стороны электрического поля на электрон действует сила Кулона, направление которой не совпадает с направлением вектора напряженности электрического поля (она направлена в сторону, противоположную оси OY) . А со стороны магнитного поля на электрон действует сила Лоренца, направление которой можно определить по правилу правой руки (учитываем, что электрон — отрицательно заряженная частица — по оси OY).

Чтобы результирующая сила была направлена вдоль оси OY, необходимо, чтобы модуль силы Лоренца был больше (или равен) модулю силы Кулона. Именно из этого условия определяем скорость фотоэлектронов, влетающих в электрическое и магнитное поля.

Определив скорость, находим кинетическую энергию фотоэлектронов, и, следовательно, отвечаем на поставленный в задаче вопрос.

 

Поделиться с друзьями

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.

Написать комментарий

*
Copy Protected by Chetans WP-Copyprotect.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика