Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1608
i

В иде­а­ли­зи­ро­ван­ной мо­де­ли фо­то­эле­мен­та на фо­то­ка­тод па­да­ет элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние с дли­ной волны \lambda=400нм по­сто­ян­ной мощ­но­стью P. Фо­то­элек­тро­ны, вы­рван­ные под дей­стви­ем этого из­лу­че­ния с по­верх­но­сти фо­то­ка­то­да, дви­жут­ся с оди­на­ко­вой ско­ро­стью в на­прав­ле­нии анода. На ри­сун­ке изоб­ра­же­на за­ви­си­мость на­пря­же­ния U на фо­то­эле­мен­те от силы тока I в цепи, по­лу­чен­ная после под­клю­че­ния фо­то­эле­мен­та к рео­ста­ту и из­ме­не­ния со­про­тив­ле­ния рео­ста­та от Rmin  =  0 Ом до бес­ко­неч­но боль­шо­го зна­че­ния. Если каж­дый фотон, па­да­ю­щий на фо­то­эле­мент, вы­ры­ва­ет один фо­то­элек­трон, то мак­си­маль­ная доля энер­гии па­да­ю­ще­го из­лу­че­ния, пре­вра­ща­е­мая в элек­три­че­скую энер­гию, равна ... %.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Энер­гия па­да­ю­ще­го из­лу­че­ния равна E= дробь: чис­ли­тель: hcN, зна­ме­на­тель: \lambda конец дроби , энер­гия элек­три­че­ско­го тока W=Uq. При­чем пе­ре­но­си­мый заряд q=Ne. Число па­да­ю­щих фо­то­нов равно числу фо­то­элек­тро­нов. Тогда доля энер­гии па­да­ю­ще­го из­лу­че­ния, пре­вра­ща­е­мая в элек­три­че­скую энер­гию

 дробь: чис­ли­тель: W, зна­ме­на­тель: E конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Ue \lambda, зна­ме­на­тель: hc конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,5 умно­жить на 1,6 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 19 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 400 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 9 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 6,63 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 34 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 8 конец дроби \approx 16 %.

Ответ: 16.

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по фи­зи­ке, 2021
Сложность: IV