Как изменились модуль запирающего напряжения и работа выхода фотоэлектронов с поверхности металла при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

Решение:

В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий ультрафиолетовое излучение. Во второй серии — светофильтр, пропускающий только зелёный свет.

Длина волны ультрафиолетового излучения меньше длины волны зелёного света. Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта: \( h\nu = A + E_{k,max} \), где \( h\nu \) — энергия фотона, \( A \) — работа выхода, \( E_{k,max} \) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Энергия фотона прямо пропорциональна частоте \( \nu \) и обратно пропорциональна длине волны \( \lambda \) (\( \nu = c/\lambda \)). Следовательно, фотоны ультрафиолетового излучения имеют большую энергию, чем фотоны зелёного света.

• Модуль запирающего напряжения прямо пропорционален максимальной кинетической энергии фотоэлектронов: \( U_{зап} = E_{k,max} / e \), где \( e \) — заряд электрона. Так как энергия фотонов ультрафиолета больше, то и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов будет больше. Следовательно, модуль запирающего напряжения увеличится (вариант 1).
• Работа выхода фотоэлектронов — это характеристика металла и не зависит от падающего света. Она остается постоянной (вариант 3).

Ответ: Модуль запирающего напряжения — 1 (увеличилась), Работа выхода фотоэлектронов — 3 (не изменилась).