Какая скорость может достигнуться фотоэлектронами, когда прекращается фототок под воздействием запирающего напряжения?

Для ответа на этот вопрос, давайте сначала разберемся в фотоэффекте и его основных принципах.

Фотоэффект - это явление, при котором фотоэлектроны высвобождаются из поверхности материала при поглощении фотонов света с достаточно высокой энергией. Когда свет падает на поверхность материала, энергия световых фотонов передается электронам внутри материала, в результате чего электроны могут покинуть поверхность материала и образовать фототок.

Запирающее напряжение - это минимальное значение напряжения, которое нужно приложить к фотоэлементу, чтобы остановить фототок и предотвратить уход фотоэлектронов. Когда на поверхности материала прекращается фототок, это означает, что достигнуто запирающее напряжение.

Скорость фотоэлектронов можно рассчитать, используя закон сохранения энергии. Запирающее напряжение связано с энергией фотоэлектронов следующим образом:

\[eV_{\text{з}} = \frac{1}{2} mv^2_{\text{к}} \]

где \(e\) - элементарный заряд (приближенно равный 1.6 x 10^(-19) Кл), \(V_{\text{з}}\) - запирающее напряжение, \(m\) - масса фотоэлектрона и \(v_{\text{к}}\) - скорость фотоэлектрона.

Таким образом, чтобы найти скорость фотоэлектрона, мы должны разделить запирающее напряжение на массу фотоэлектрона и затем извлечь квадратный корень:

\[v_{\text{к}} = \sqrt{\frac{2eV_{\text{з}}}{m}} \]

Следует отметить, что значение массы фотоэлектрона может варьироваться в зависимости от материала. В обычных условиях, для металлов масса фотоэлектрона принимается примерно равной массе электрона \(m = 9.11 x 10^(-31) \) кг.

Учитывая все вышесказанное, скорость фотоэлектронов может быть рассчитана по формуле:

\[v_{\text{к}} = \sqrt{\frac{3.2 \cdot 10^{-19} \cdot V_{\text{з}}}{9.11 \cdot 10^{-31}}} \]

Где \(V_{\text{з}}\) - запирающее напряжение. Подставив конкретное значение запирающего напряжения, вы сможете рассчитать скорость фотоэлектронов.