Яка є найбільша швидкість фотоелектронів, коли напруга впливає на струм і припиняє його потік?

Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии.

Припустим, что фотоэлектроны вылетают из металла с начальной кинетической энергией \( K_0 \). Эта энергия будет равна разности между энергией фотона \( E_f \) и работой выхода \( W \) электронов из металла:

\[ K_0 = E_f - W \]

Здесь \( E_f = hf \) - энергия фотона, где \( h \) - постоянная Планка, а \( f \) - частота света.

Если на электроны воздействует напряжение, то в электрическом поле будет действовать некоторая сила, вызывающая ускорение электронов. При достижении крайней точки пути под действием этой силы, кинетическая энергия электрона будет равна нулю, т.е. вся кинетическая энергия будет превращена в потенциальную энергию.

Исходя из принципа сохранения энергии:

\[ K_0 + U_0 = 0 \]

где \( U_0 \) - потенциальная энергия электрона под действием электрического поля.

Тогда:

\[ E_f - W + U_0 = 0 \]

\[ E_f = W - U_0 \]

Полученная энергия фотона \( E_f \) связана с его частотой \( f \) следующим соотношением:

\[ E_f = hf \]

Таким образом, уравнение примет вид:

\[ hf = W - U_0 \]

Для вычисления максимальной скорости фотоэлектронов нам нужно рассмотреть ситуацию, когда электрическое поле останавливает полный поток электронов. В этом случае сила, действующая на фотоэлектроны, будет равна нулю. Следовательно, разность потенциала \( U_0 \) будет равна разности потенциалов между анодом и катодом лампы.

Следовательно, максимальная скорость фотоэлектронов будет достигаться при \( U = U_0 \). Подставляя это значение в уравнение, получаем:

\[ hf = W - U \]

\[ f = \frac{{W - U}}{{h}} \]

Таким образом, максимальная скорость фотоэлектронов связана с частотой света, работой выхода и разностью потенциалов между анодом и катодом лампы.