Разбор 26 задания ЕГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Проверяемые элементы содержания: электродинамика, квантовая физика (расчетная задача).
В опыте по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. При этом измеряется запирающее напряжение. В таблице представлены результаты исследования зависимости запирающего напряжения U, от длины волны λ падающего света.
| Запирающее напряжение U, В | 0,4 | 0,6 |
| Длина волны света λ, нм | 546 | 491 |
Чему равна постоянная Планка по результатам этого эксперимента? Ответ округлите до десятых.
Разбор 26 задания ЕГЭ 2020 по физике
Энергия падающих фотонов затрачивается на преодоление работы выхода и сообщение электронам кинетической энергии
hν = Aвых + Eк = Aвых + eUз
где
Uз — запирающее напряжение
Рассмотрим два уравнения, соответствующие первому и второму опыту, и вычтем первое из второго
hν1 = Aвых + eUз1
hν2 = Aвых + eUз2
h(ν2 − ν1) = e(Uз2 − Uз1)
Откуда
h = e(Uз2 − Uз1)/(ν2 − ν1)
Заметим, что частота и длина волны фотонов связаны уравнением
ν = c/λ
Получаем
h = e(Uз2 − Uз1)/(1/λ2 − 1/λ1)
h = 1,6 ⋅ 10−19 Кл ⋅ (0,6 В − 0,4 В)/3 ⋅ 108 м/с ⋅ (1/491 ⋅ 10−9 м − 1/546 ⋅ 10−9 м) ≈ 519,9 ⋅ 10−36 Дж⋅с ≈ 5,2 ⋅ 10−34 Дж⋅с
Ответ:
5,2 ⋅ 10−34 Дж⋅с