Каковы значения постоянной Планка h и работы выхода Авых электронов из цезия, которые можно вычислить на основе экспериментальных данных, представленных ниже:
- Задерживающее напряжение Uз1 = 2,08 В и длина волны λ1 = 3∙10-7 м
- Задерживающее напряжение Uз2 = 0,44 В и длина волны λ2 = 5∙10-7 м
- Задерживающее напряжение Uз1 = 2,08 В и длина волны λ1 = 3∙10-7 м
- Задерживающее напряжение Uз2 = 0,44 В и длина волны λ2 = 5∙10-7 м
Путник_По_Времени
Конечно, я могу помочь вам с решением этой задачи. Для начала давайте воспользуемся формулой, связывающей работу выхода \(А_{вых}\) с задерживающим напряжением \(U_{з}\) и длиной волны \(λ\):
\[А_{вых} = \frac{hc}{λ} - eU_{з}\]
где \(h\) - постоянная Планка, \(c\) - скорость света, \(λ\) - длина волны, и \(e\) - заряд электрона.
Для расчета постоянной Планка нам понадобится использовать две пары данных. Отнимем второе задерживающее напряжение от первого, чтобы получить разницу:
\[\Delta U_{з} = U_{з2} - U_{з1}\]
Теперь мы можем использовать значение \(\Delta U_{з}\), чтобы определить наклон прямой на графике \(А_{вых}\) в зависимости от \(\frac{1}{λ}\):
\[k = \frac{\Delta U_{з}}{\frac{1}{λ2} - \frac{1}{λ1}}\]
где \(k\) - наклон прямой.
Наконец, подставим значение наклона в формулу:
\[h = \frac{e}{k}\]
Давайте вычислим все значения по указанным данным.
Для начала, вычислим \(\Delta U_{з}\):
\[\Delta U_{з} = U_{з2} - U_{з1} = 0,44 \, В - 2,08 \, В = -1,64 \, В\]
Теперь вычислим наклон \(k\):
\[k = \frac{\Delta U_{з}}{\frac{1}{λ2} - \frac{1}{λ1}} = \frac{-1,64 \, В}{\frac{1}{5 \cdot 10^{-7} \, м} - \frac{1}{3 \cdot 10^{-7} \, м}}\]
Сократим дробь в знаменателе:
\[k = \frac{-1,64 \, В}{\frac{1}{5 \cdot 10^{-7} \, м} - \frac{1}{3 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В}{\frac{3}{15 \cdot 10^{-7} \, м} - \frac{5}{15 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В}{\frac{-2}{15 \cdot 10^{-7} \, м}}\]
Разделим числитель и знаменатель на -2:
\[k = \frac{-1,64 \, В}{\frac{-2}{15 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В}{-\frac{2}{15 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В \cdot 15 \cdot 10^{-7} \, м}{-2} = 12,3 \cdot 10^{-7} \, В \cdot м\]
И, наконец, вычислим значение постоянной Планка \(h\):
\[h = \frac{e}{k}\]
Где заряд электрона \(e\) равен \(1,6 \cdot 10^{-19}\) Кл:
\[h = \frac{1,6 \cdot 10^{-19} \, Кл}{12,3 \cdot 10^{-7} \, В \cdot м} = \frac{1,6}{12,3} \cdot 10^{-19 - (-7)} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
Вычислим дробь:
\[h = \frac{1,6}{12,3} \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
\[h \approx 0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
Таким образом, значение постоянной Планка \(h\) равно примерно \(0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\).
Теперь, чтобы вычислить работу выхода \(А_{вых}\), мы можем подставить известные значения в исходную формулу:
\[А_{вых} = \frac{hc}{λ} - eU_{з}\]
\[А_{вых} = \frac{(0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}) \cdot (3 \cdot 10^{-7} \, м)}{3 \cdot 10^{-7} \, м} - (1,6 \cdot 10^{-19} \, Кл) \cdot (2,08 \, В)\]
Теперь произведем вычисления:
\[А_{вых} = 0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1} - 3,3 \cdot 10^{-7} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
\[А_{вых} \approx 0,127 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
Таким образом, работа выхода \(А_{вых}\) составляет примерно \(0,127 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\).
Надеюсь, эта подробная информация и пошаговое решение помогли вам понять, как вычислить значения постоянной Планка \(h\) и работы выхода \(А_{вых}\) на основе предоставленных данных. Если у вас возникнут еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать.
\[А_{вых} = \frac{hc}{λ} - eU_{з}\]
где \(h\) - постоянная Планка, \(c\) - скорость света, \(λ\) - длина волны, и \(e\) - заряд электрона.
Для расчета постоянной Планка нам понадобится использовать две пары данных. Отнимем второе задерживающее напряжение от первого, чтобы получить разницу:
\[\Delta U_{з} = U_{з2} - U_{з1}\]
Теперь мы можем использовать значение \(\Delta U_{з}\), чтобы определить наклон прямой на графике \(А_{вых}\) в зависимости от \(\frac{1}{λ}\):
\[k = \frac{\Delta U_{з}}{\frac{1}{λ2} - \frac{1}{λ1}}\]
где \(k\) - наклон прямой.
Наконец, подставим значение наклона в формулу:
\[h = \frac{e}{k}\]
Давайте вычислим все значения по указанным данным.
Для начала, вычислим \(\Delta U_{з}\):
\[\Delta U_{з} = U_{з2} - U_{з1} = 0,44 \, В - 2,08 \, В = -1,64 \, В\]
Теперь вычислим наклон \(k\):
\[k = \frac{\Delta U_{з}}{\frac{1}{λ2} - \frac{1}{λ1}} = \frac{-1,64 \, В}{\frac{1}{5 \cdot 10^{-7} \, м} - \frac{1}{3 \cdot 10^{-7} \, м}}\]
Сократим дробь в знаменателе:
\[k = \frac{-1,64 \, В}{\frac{1}{5 \cdot 10^{-7} \, м} - \frac{1}{3 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В}{\frac{3}{15 \cdot 10^{-7} \, м} - \frac{5}{15 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В}{\frac{-2}{15 \cdot 10^{-7} \, м}}\]
Разделим числитель и знаменатель на -2:
\[k = \frac{-1,64 \, В}{\frac{-2}{15 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В}{-\frac{2}{15 \cdot 10^{-7} \, м}} = \frac{-1,64 \, В \cdot 15 \cdot 10^{-7} \, м}{-2} = 12,3 \cdot 10^{-7} \, В \cdot м\]
И, наконец, вычислим значение постоянной Планка \(h\):
\[h = \frac{e}{k}\]
Где заряд электрона \(e\) равен \(1,6 \cdot 10^{-19}\) Кл:
\[h = \frac{1,6 \cdot 10^{-19} \, Кл}{12,3 \cdot 10^{-7} \, В \cdot м} = \frac{1,6}{12,3} \cdot 10^{-19 - (-7)} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
Вычислим дробь:
\[h = \frac{1,6}{12,3} \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
\[h \approx 0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
Таким образом, значение постоянной Планка \(h\) равно примерно \(0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\).
Теперь, чтобы вычислить работу выхода \(А_{вых}\), мы можем подставить известные значения в исходную формулу:
\[А_{вых} = \frac{hc}{λ} - eU_{з}\]
\[А_{вых} = \frac{(0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}) \cdot (3 \cdot 10^{-7} \, м)}{3 \cdot 10^{-7} \, м} - (1,6 \cdot 10^{-19} \, Кл) \cdot (2,08 \, В)\]
Теперь произведем вычисления:
\[А_{вых} = 0,130 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1} - 3,3 \cdot 10^{-7} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
\[А_{вых} \approx 0,127 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\]
Таким образом, работа выхода \(А_{вых}\) составляет примерно \(0,127 \cdot 10^{12} \, Кл \cdot В^{-1} \cdot м^{-1}\).
Надеюсь, эта подробная информация и пошаговое решение помогли вам понять, как вычислить значения постоянной Планка \(h\) и работы выхода \(А_{вых}\) на основе предоставленных данных. Если у вас возникнут еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать.
Знаешь ответ?