Какова разность потенциалов, необходимая для задерживания света с длиной волны

Question

Физика: Какова разность потенциалов, необходимая для задерживания света с длиной волны 200нм и работой выхода 2,4эВ на металл?

Ян_2994 · Accepted Answer

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать формулу Эйнштейна, связывающую энергию фотона с его длиной волны:

E = \frac{h c}{λ}

где

E

- энергия фотона,

h

- постоянная Планка (

6, 626 \times 10^{- 34}

Дж * с),

c

- скорость света (

3, 0 \times 10^{8}

м/с), и

λ

- длина волны света.

Исходя из задачи, нам даны следующие значения:

λ = 200

нм и работа выхода металла (

W

) равна 2,4 эВ (электрон-вольт).

Чтобы найти разность потенциалов (

V

), необходимую для задерживания света данной длины волны на металле, мы можем использовать следующую формулу:

E = e V

где

e

- элементарный заряд (

1, 602 \times 10^{- 19}

Кл), а

V

- разность потенциалов.

Давайте подставим все известные значения в формулу и решим:

\frac{h c}{λ} = e V

Первым делом, нужно перевести длину волны из нанометров в метры. Для этого воспользуемся следующим соотношением: 1 нм =

1 \times 10^{- 9}

м.

λ = 200 \times 10^{- 9}

Теперь мы можем подставить все значения в формулу Эйнштейна:

\frac{(6, 626 \times 10^{- 34} Дж \cdot с) (3, 0 \times 10^{8} м/с)}{200 \times 10^{- 9} м} = (1, 602 \times 10^{- 19} Кл) \cdot V

Мы можем произвести несколько упрощений путем сокращения единиц измерения и расчетов:

\frac{(6, 626 \times 3, 0)}{200} = 1, 602 \times V

0, 099 \times 10^{- 24} = 1, 602 \times V

V = \frac{0, 099 \times 10^{- 24}}{1, 602}

V \approx 6, 18 \times 10^{- 25} В

Таким образом, разность потенциалов, необходимая для задерживания света с длиной волны 200 нм и работой выхода 2,4 эВ на металле, составляет примерно

6, 18 \times 10^{- 25}

вольт.

Какова разность потенциалов, необходимая для задерживания света с длиной волны 200нм и работой выхода 2,4эВ на металл?