Максимальное число фотоэлектронов, вырываемых с катода за единицу времени (фототок насыщения), прямо пропорционально:
Физика 11 класс Фотоэлектрический эффект фотоэлектрический эффект фототок насыщения число фотоэлектронов интенсивность падающего излучения зависимость фототока от интенсивности влияние напряжения на фототок частота и энергия фотонов длина волны и фотоэффект пороговая частота фотоэффекта катод анод фотоэлектрической трубки кинетическая энергия фотоэлектронов пропорциональность фототока и интенсивности Новый
Правильный ответ: б) интенсивности падающего излучения.
Определение: фототок насыщения — это максимальный ток фототок, когда все вырванные фотоэлектроны собираются анодом (далее увеличение напряжения тока не увеличивает).
Почему зависимость от интенсивности: фототок насыщения пропорционален числу фотоэлектронов, вырываемых в единицу времени. Это число пропорционально потоку фотонов, падающих на катод, т.е. количеству фотонов в единицу времени и площади. Поток фотонов при данной частоте прямо пропорционален интенсивности (мощности света): при удвоении интенсивности удваивается число падающих фотонов и, при прочих равных, удваивается число выбитых электронов — следовательно, фототок удваивается.
Почему не от напряжения: напряжение между анодом и катодом влияет на то, собираются ли выбитые электроны (при малом напряжении часть теряется), то есть определяет, достигается ли насыщение. Но сам максимум (число вырванных электронов) не увеличивается при дальнейшем росте напряжения — при насыщении ток не зависит от напряжения.
Почему не от длины волны/частоты в общем случае: частота (или длина волны) влияет на энергию отдельного фотона и, следовательно, на кинетическую энергию вырванных электронов и на наличие эффекта вообще (если частота ниже пороговой — фотоэффекта нет). Но при частоте выше порога число выбиваемых электронов определяется числом поглощённых фотонов, а не их энергией. Поэтому при фиксированной частоте фототок пропорционален интенсивности, а не самому значению частоты. (Замечание: при фиксированной общей интенсивности изменение частоты меняет энергию одного фотона и, следовательно, число фотонов в единицу времени — тогда фототок косвенно будет зависеть от частоты через изменение флюкса фотонов; но прямая пропорциональность к частоте или длине волны неверна.)
Итог: фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности падающего излучения (б). При этом важно, чтобы частота была выше пороговой для данного катода.