Question

Помогите решить задачу по квантовой физике. Катод фотоэлемента облучается светом с длиной волны λ = 3,5 × 10−7 м. Какая энергия передана фотоэлектронам, если в цепи фотоэлемента протек заряд Q = 2 × 10−12 Кл? Постоянная Планка h = 6,62 × 10−34 Дж•с, величина заряда электрона |е| = 1,6 × 10−19 Кл, скорость света с = 3 × 108 м/с.

Answer 1

Величина протекшего в цепи заряда равна

Q = |e|N,

где N − число фотоэлектронов.

Отсюда

N = Q/|e|.

  Энергия одного светового кванта с длиной волны λ равна hc/λ. Следовательно, фотоэлектронам передана энергия Nhc/λ.

Тогда

W = Qhc/(λ|e|).

  После подстановки значений и вычисления, получаем W = 7 × 10−12 Дж.

  Ответ: W = 7 × 10−12 Дж.

( Недавно решал наподобие , только там у тебя в описание ошибки )

Answer 2

Эта задача может быть решена, используя формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

E = hf - φ

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света, φ - работа выхода электронов из материала катода.

Чтобы найти энергию переданную фотоэлектронам, мы можем сначала найти энергию одного фотона света, используя формулу:

E = hf = hc/λ

где c - скорость света.

Подставляя значения, получим:

E = (6,62 × 10^-34 Дж•с) x (3 x 10^8 м/с) / (3,5 x 10^-7 м) = 5,67 x 10^-19 Дж

Теперь мы можем использовать эту энергию и заряд, протекший через фотоэлемент, чтобы найти количество фотонов, поглощенных катодом:

N = Q / |e|

где |e| - заряд электрона.

Подставляя значения, получим:

N = (2 x 10^-12 Кл) / (1,6 x 10^-19 Кл) = 1,25 x 10^7

Наконец, мы можем найти энергию, переданную фотоэлектронам, умножив энергию одного фотона на количество фотонов:

E_total = N x E = (1,25 x 10^7) x (5,67 x 10^-19 Дж) = 7,09 x 10^-12 Дж

Таким образом, энергия, переданная фотоэлектронам, равна 7,09 x 10^-12 Дж.