Какой будет максимальный потенциал зарядки уединенного медного шарика при падении на него монохроматического света

Для решения этой задачи нам понадобится формула, которая описывает связь энергии света с энергией электрона при выходе из материала. Формула имеет следующий вид:

\[E = h \cdot f - \phi,\]

где
\(E\) - энергия фотона,
\(h\) - постоянная Планка (\(6.626 \times 10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с),
\(f\) - частота света (в данном случае можно выразить через длину волны: \(f = \frac{c}{\lambda}\), где \(c\) - скорость света в вакууме (\(3 \times 10^8\) м/с), \(\lambda\) - длина волны),
\(\phi\) - работа выхода электрона из материала.

Мы знаем, что длина волны света равна 400 нм, а работа выхода электронов из меди составляет 1 эВ. Нам нужно найти максимальный потенциал зарядки шарика, то есть энергию фотона.

Подставим известные значения в формулу и решим уравнение:

\[E = h \cdot f - \phi\]
\[E = (6.626 \times 10^{-34}\,Дж\cdotс) \cdot \left(\frac{3 \times 10^8\,м/с}{400 \times 10^{-9}\,м}\right) - 1\,эВ\]

\[E = (6.626 \times 10^{-34}\,Дж\cdotс) \cdot \left(\frac{3 \times 10^8}{400 \times 10^{-9}}\right) - 1.602 \times 10^{-19}\,Дж\]

\[E = 4.9695 \times 10^{-19}\,Дж - 1.602 \times 10^{-19}\,Дж\]

\[E \approx 3.3675 \times 10^{-19}\,Дж\]

Мы нашли энергию фотона, и это и есть максимальный потенциал зарядки уединенного медного шарика при падении на него света длиной волны 400 нм. Теперь округлим полученный результат и запишем его в вольтах.

1 джоуль (Дж) равен 1 вольту (В), поэтому:

\[E \approx 3.3675 \times 10^{-19}\,Дж \approx 3.3675 \times 10^{-19}\,В\]

Ответ: максимальный потенциал зарядки уединенного медного шарика при падении на него монохроматического света с длиной волны 400 нм составляет около \(3.3675 \times 10^{-19}\) В.