Яка буде напруга на клемах фотоелемента відсутність струму в колі, якщо ультрафіолетові промені з довжиною хвилі

Для решения этой задачи, нам понадобятся некоторые физические факты и формулы.

Сначала давайте рассмотрим процесс получения фотоэлектрического эффекта. При облучении светом, энергия фотонов передается электронам в веществе. Если энергия фотона достаточно большая, то электрон может покинуть атом и создать электрический ток. Этот процесс происходит в фотоэлектрическом элементе.

Формула, связывающая энергию фотона с его длиной волны, выглядит следующим образом:

\[E = \frac{hc}{\lambda}\]

где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6.62607015 \times 10^{-34}\, \text{Дж} \cdot \text{с}\)), \(c\) - скорость света (\(3.00 \times 10^8\, \text{м/с}\)), \(\lambda\) - длина волны фотона.

У нас дана длина волны ультрафиолетовых променей \(\lambda = 0.1 \times 10^{-6}\, \text{м}\). Подставим эту значение в формулу, чтобы найти энергию фотона \(E\):

\[E = \frac{(6.62607015 \times 10^{-34}\, \text{Дж} \cdot \text{с})(3.00 \times 10^8\, \text{м/с})}{(0.1 \times 10^{-6}\, \text{м})}\]

Рассчитаем значение энергии фотона:

\[E \approx 1.9888246 \times 10^{-15}\, \text{Дж}\]

Теперь, чтобы понять, какая напряжение будет на клеммах фотоэлемента при отсутствии тока в цепи, мы можем использовать формулу для работы выхода фотоэлектрического эффекта:

\[W = qV\]

где \(W\) - работа выхода, \(q\) - заряд электрона (\(1.602176634 \times 10^{-19}\, \text{Кл}\)), \(V\) - напряжение на клеммах фотоэлемента.

Поскольку отсутствует ток в цепи, работа выхода электронов должна быть равна энергии фотона:

\[W = E\]

Подставим значения и решим уравнение относительно напряжения \(V\):

\[1.602176634 \times 10^{-19}\, \text{Кл} \times V = 1.9888246 \times 10^{-15}\, \text{Дж}\]

\[V \approx 1242.5\, \text{В}\]

Таким образом, напряжение на клеммах фотоэлемента будет около 1242.5 вольта при отсутствии тока в цепи, когда ультрафиолетовые променные с длиной волны 0.1 мкм выбивают электроны из вольфрамового катода.