Яка затримуюча різниця потенціалів відбувається, коли довжину хвилі світла, що падає на поверхню металу, подвоюють, якщо робота вихідних електронів з металу становить 4 еВ і затримуюча різниця потенціалів становить 5 В?
Магнитный_Зомби
Для решения данной задачи необходимо использовать известные физические законы, связанные с эффектом фотоэлектрического эффекта.
Вспомним, что робота выхода (work function) - это энергия, необходимая для выхода электрона из металла. Обозначим ее как .
Также, затримуючая разница потенциалов (stopping potential) - это разница потенциалов между анодом и катодом, при которой кинетическая энергия вылетающих электронов обращается в ноль. Обозначим ее как .
Основным законом, описывающим фотоэлектрический эффект является уравнение Эйнштейна:
где - кинетическая энергия электрона, - постоянная Планка, - частота света, - работа выхода.
Согласно уравнению, энергия фотона света ( ) должна быть больше работа выхода электрона ( ), чтобы фотоэффект произошел.
Теперь, чтобы решить задачу, мы можем использовать связь между частотой света и длиной волны:
где - скорость света, - длина волны.
Мы можем использовать эту формулу для связи между исходной длиной волны ( ) и удвоенной длиной волны ( ).
Подставляя значения в уравнение Эйнштейна, мы можем решить задачу:
Где - кинетическая энергия электрона для исходной длины волны, а - кинетическая энергия электрона для удвоенной длины волны.
Теперь, поскольку мы знаем, что затримующая разница потенциалов равна нулю при исходной длине волны, мы можем записать уравнение:
где - заряд электрона.
Таким образом, полная энергия света, поглощенная электроном, равна работе выхода:
Теперь мы можем решить это уравнение для удвоенной длины волны:
Таким образом, затримующая разница потенциалов ( ) будет равна нулю, когда длина волны света будет удвоена, то есть:
Применим значения, даные в задаче:
Задача: Яка затримуюча різниця потенціалів відбувається, коли довжину хвилі світла, що падає на поверхню металу, подвоюють, якщо робота вихідних електронів з металу становить 4 еВ і затримуюча різниця потенціалів становить
Подставляем значения в уравнение:
Таким образом, затримывающая разница потенциалов будет происходить при удвоении длины волны света, равной приблизительно метра.
Вспомним, что робота выхода (work function) - это энергия, необходимая для выхода электрона из металла. Обозначим ее как
Также, затримуючая разница потенциалов (stopping potential) - это разница потенциалов между анодом и катодом, при которой кинетическая энергия вылетающих электронов обращается в ноль. Обозначим ее как
Основным законом, описывающим фотоэлектрический эффект является уравнение Эйнштейна:
где
Согласно уравнению, энергия фотона света (
Теперь, чтобы решить задачу, мы можем использовать связь между частотой света и длиной волны:
где
Мы можем использовать эту формулу для связи между исходной длиной волны (
Подставляя значения в уравнение Эйнштейна, мы можем решить задачу:
Где
Теперь, поскольку мы знаем, что затримующая разница потенциалов равна нулю при исходной длине волны, мы можем записать уравнение:
где
Таким образом, полная энергия света, поглощенная электроном, равна работе выхода:
Теперь мы можем решить это уравнение для удвоенной длины волны:
Таким образом, затримующая разница потенциалов (
Применим значения, даные в задаче:
Задача: Яка затримуюча різниця потенціалів відбувається, коли довжину хвилі світла, що падає на поверхню металу, подвоюють, якщо робота вихідних електронів з металу становить 4 еВ і затримуюча різниця потенціалів становить
Подставляем значения в уравнение:
Таким образом, затримывающая разница потенциалов будет происходить при удвоении длины волны света, равной приблизительно
Знаешь ответ?