Какова будет разность потенциалов, задерживающая выход электрона из поверхности цезия, если работа выхода электрона

Чтобы найти разность потенциалов, задерживающую выход электрона из поверхности цезия, нам понадобятся две формулы: формула фотоэффекта и формула для разности потенциалов.

Формула фотоэффекта:
\(E = \Phi + \frac{mv^2}{2}\)
где:
\(E\) - энергия фотона света,
\(\Phi\) - работа выхода электрона,
\(m\) - масса электрона,
\(v\) - скорость электрона.

Дано:
\(\Phi = 3,02 \times 10^{19}\) Дж,
\(E = 9,06 \times 10^{-19}\) Дж.

Нам нужно найти разность потенциалов, поэтому мы сначала найдем скорость электрона, а затем воспользуемся второй формулой.

1. Найдем скорость электрона из формулы фотоэффекта:
\(E = \Phi + \frac{mv^2}{2}\)
Перенесем слагаемое \(\frac{mv^2}{2}\) на другую сторону уравнения и подставим известные значения:
\(\frac{mv^2}{2} = E - \Phi\)
\(\frac{mv^2}{2} = 9,06 \times 10^{-19} - 3,02 \times 10^{19}\)
\(\frac{mv^2}{2} = -2,01 \times 10^{19}\)
\(mv^2 = -4,02 \times 10^{19}\)
\(v^2 = -\frac{4,02 \times 10^{19}}{m}\)

2. Теперь найдем разность потенциалов из формулы для разности потенциалов:
\(V = \frac{mv^2}{2e}\)
где:
\(V\) - разность потенциалов,
\(e\) - заряд электрона.

Подставим найденное значение \(v^2\) и известные значения:
\(V = \frac{m \cdot (-\frac{4,02 \times 10^{19}}{m})}{2 \cdot 1,6 \times 10^{-19}}\)
\(V = -\frac{4,02}{2} \cdot \frac{10^{19}}{1,6 \cdot 10^{-19}}\)
\(V = -2,51 \times 10^{19}\)

Таким образом, разность потенциалов, задерживающая выход электрона из поверхности цезия, составляет \(V = -2,51 \times 10^{19}\) В. Обратите внимание, что значение отрицательное, что означает, что потенциал цезия ниже потенциала окружающей среды и электрон должен преодолеть эту разность потенциалов для выхода.