Номер 2, страница 48, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. Расскажите по рисунку 48.1, как можно экспериментально исследовать фотоэффект.

2. Для экспериментального исследования фотоэффекта используется установка, которая обычно изображается на рисунке 48.1. Она состоит из вакуумного баллона с двумя электродами: катодом (К) и анодом (А). На катод через кварцевое окошко направляется свет от источника. Электроды подключены к источнику напряжения, полярность и величину которого можно изменять. В цепь также включен гальванометр (G) для измерения силы фототока.

Эксперимент проводится следующим образом:

1. Катод освещают монохроматическим светом (светом определённой частоты $ \nu $). Под действием света катод испускает электроны (фотоэлектроны).

2. Если между анодом и катодом создать ускоряющее электрическое поле (аноду придать положительный потенциал относительно катода), электроны будут двигаться к аноду. Гальванометр зафиксирует наличие тока в цепи, который называется фототоком. При увеличении напряжения фототок сначала растёт, а затем достигает насыщения (ток насыщения), когда все испущенные катодом электроны достигают анода.

3. Меняя интенсивность падающего света (не меняя его частоту), можно установить, что сила тока насыщения прямо пропорциональна интенсивности света.

4. Меняя частоту света, можно найти "красную границу" фотоэффекта — минимальную частоту $ \nu_{min} $, при которой фотоэффект ещё наблюдается. Если частота света меньше $ \nu_{min} $, фотоэффект не происходит ни при какой интенсивности света.

5. Для определения максимальной кинетической энергии фотоэлектронов изменяют полярность напряжения, подавая на анод отрицательный потенциал относительно катода. Такое напряжение называется задерживающим. Оно создает электрическое поле, тормозящее электроны. Постепенно увеличивая модуль задерживающего напряжения, находят такое его значение $ U_з $, при котором фототок становится равным нулю. Это означает, что даже самые быстрые электроны не могут преодолеть тормозящее поле и достичь анода.

Таким образом, измерив задерживающее напряжение, можно вычислить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов по формуле: $ E_{к,max} = eU_з $, где $ e $ — элементарный заряд.

Ответ: Экспериментальное исследование фотоэффекта проводится с помощью вакуумного фотоэлемента, подключенного к регулируемому источнику напряжения и гальванометру. Освещая катод светом разной частоты и интенсивности и измеряя фототок при различных значениях и полярности напряжения между электродами, можно установить основные законы фотоэффекта и определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.