Яка буде положителна зарядка металевої пластини, якщо її не зарядити та опромінити фотонами ультрафіолетового

У даній задачі розглядається вплив ультрафіолетового (УФ) випромінювання на зарядку металевої пластини.

Якщо не зарядити металеву пластину та опромінити її фотонами УФ-випромінювання, які мають більшу енергію, ніж робота виходу даного металу, то така пластина не буде мати положителної зарядки. Робота виходу вказує на мінімальну енергію фотона, необхідну для виходу електрона з поверхні металу. Якщо енергія фотона менша за роботу виходу, то електрони не зможуть виходити з металевої поверхні, отже, зарядка не виникає.

У разі опромінення фотонами УФ-випромінювання з енергією, що перевищує роботу виходу, подіє ефект фотоефекту - фотони передають свою енергію електронам металу, що призводить до виходу електронів з поверхні металу. Таким чином, металева пластина буде мати положителну зарядку, оскільки електрони, які виходять, мають від"ємний заряд, а ті, що залишаються на металі, створюють недостачу електронів, а отже, виникає додатній заряд.

Чи залежить знак заряду металевої пластини від інтенсивності світла при опроміненні? Ні, знак заряду не залежить від інтенсивності світла. Інтенсивність світла впливає на кількість фотонів, що породжують ефект фотоефекту, а не на зарядку пластини. Зарядка пластини залежить від енергії фотонів, яка повинна бути достатньою для подолання роботи виходу металу. Тому навіть при низькій інтенсивності світла, але при високій енергії фотонів, пластина отримає положителну зарядку.

Щоб отримати більш точний розрахунок зарядки пластини, потрібно знати точну роботу виходу даного металу та енергію фотонів УФ-випромінювання.

Математично можна представити енергетичний баланс для фотоефекту як \(E_{\text{фотона}} = \text{Робота виходу} + \text{Кінетична енергія електрона}\). Де
\(E_{\text{фотона}}\) - енергія фотона,
\(\text{Робота виходу}\) - робота виходу даного металу,
\(\text{Кінетична енергія електрона}\) - енергія електрона після виходу з металу.

Якщо \(E_{\text{фотона}} < \text{Робота виходу}\), то електрони не виходять, тому зарядка пластини нульова.

Якщо \(E_{\text{фотона}} > \text{Робота виходу}\), то електрони виходять, всередині металу виникає додатній заряд, а сама металева пластина отримує положителну зарядку.

Надіюся, що ця відповідь була для вас зрозумілою та детальною. Якщо у вас є додаткові запитання, будь ласка, звертайтеся!