- Банк заданий
- Физика
- Задание 7297
Задание №7297 ЕГЭ по Физике
Внутри запаянной трубки с прозрачным окном в вакууме находятся два плоских электрода с работой выхода 4,42 · 10−19 Дж, выводы которых из трубки соединены с конденсатором. Если одну из пластин длительное время освещать светом длиной волны 435 нм, то вначале появляется электрический ток в цепи конденсатора, который затем прекращается. При этом конденсатор приобретает заряд 3 · 10−10 Кл. Какова ёмкость конденсатора?
Дано: Aвых. = 4,42 · 10−19 Дж, q = 3 · 10−10 Кл, λ = 435 нм.
Найти: C.
Решение:
Сделаем чертёж к этой задаче
Под действием света начинается фотоэффект — вылет электронов из пластины. Энергию вылетевших электронов можно рассчитать по формулам Эйнштейна для фотоэффекта 
(1).
При этом амперметр покажет электрический ток в цепи. На пластинах конденсатора появляются заряды q противоположного знака. Правая пластина приобретает положительный заряд, а левая — отрицательный. Между пластинами появляется напряжение U. Известна формула ёмкости конденсатора 
. Через длительное время кинетическая энергия вылетевших электронов будет компенсироваться их потенциальной энергией eU в поле конденсатора.
Тогда можем записать 
(2).
Отсюда найдём максимальное напряжение, при котором ток прекратится: 
(3).
Рассчитаем это напряжение:
(4)
Далее ищем ёмкость конденсатора:
(5).
Ответ: C = 3,42 нФ
Источник: Сборник Монастырский Л.М. (Легион)