Question

Цинковую пластинку освещают монохроматическим светом с длиной волны, соответствующей переходу электрона в атоме водорода из стационарного состояния с энергией Eo=-13,6эВ в состояние с энергией E=-3,4эВ. Определите, на какое максимальное расстояние от пластинки может удалиться фотоэлектрон, если вне ее имеется задерживающее однородное электрическое поле напряженностью Е=3,1 В/см . Работа выхода фотоэлектрона из цинка равна А=6,4*10^(-19). Элементарный заряд е=1,6*10^(-19)

Answer 1

Еф=13,6-3,4=10,2 эВ=16,32*10^-19 Дж   E=310 В/м

Еф=А+Ек      Ек=Еф-А     Ек=е*Е*s

s=(Еф-А)/(е*Е)=(16,32-6,4)*10^-19/(1.6*10^-19*310)=0,02 м   (2 см)

=================

Answer 2

Для определения максимального расстояния, на которое фотоэлектрон может удалиться от пластинки, мы можем использовать закон сохранения энергии для электрона:

Энергия фотоэлектрона = Энергия падающего фотона - Работа выхода

E = Eо - A

где: Eо = -13,6 эВ (энергия стационарного состояния электрона в атоме водорода) E = -3,4 эВ (энергия фотоэлектрона после освещения) A = 6,4 * 10^(-19) Дж (работа выхода фотоэлектрона из цинка)

Переведем все значения в джоули:

Eо = -13,6 * 1,6 * 10^(-19) Дж E = -3,4 * 1,6 * 10^(-19) Дж A = 6,4 * 10^(-19) Дж

Теперь мы можем вычислить энергию фотоэлектрона:

E = Eо - A E = -13,6 * 1,6 * 10^(-19) - 6,4 * 10^(-19) = -29,44 * 10^(-19) Дж

Теперь мы можем использовать формулу для энергии взятой фотоэлектроном от электрического поля:

E = q * V

где: E = -29,44 * 10^(-19) Дж (энергия фотоэлектрона) q = 1,6 * 10^(-19) Кл (заряд электрона) V = задерживающее напряжение

Мы можем решить это уравнение для V:

V = E / q V = (-29,44 * 10^(-19)) / (1,6 * 10^(-19)) = -18,4 В

Значение напряжения V отрицательное, так как задерживающее поле направлено противоположно движению фотоэлектрона.

Теперь мы можем определить максимальное расстояние, на которое фотоэлектрон может удалиться от пластинки, используя значение напряжения:

Е = |V| / d

где: Е = 3,1 В/см (напряженность задерживающего поля) d = максимальное расстояние

Мы можем решить это уравнение для d:

d = |V| / E d = |-18,4| / 3,1 = 5,94 см

Таким образом, максимальное расстояние, на которое фотоэлектрон может удалиться от пластинки, составляет