Question

Длина жвооны красной границы фотоэфекта для некоторого металла равна 580нм. Поверхность металла освещается ультра фиолетовым светом с частотой 1*1015 с-1. Определить величену запирающего напряжения.

Answer 1

Ответ:

U = 2 B

Объяснение:

1)

Энергия падающего света:

ε = h·ν = 6,63·10⁻³⁴·1·10¹⁵ = 6,63·10⁻¹⁹ Дж

2)

Работа выхода:

Aвых = h·c / λкр = 6,63·10⁻³⁴·3·10⁸ / (580·10⁻⁹) ≈ 3,43·10⁻¹⁹ Дж

3)

Из закона Эйнштейна для фотоэффекта:

ε = Авых + e·U

находим величину запирающего напряжения:

U = (ε - Авых) / e

U = (6,63-3,43)·10⁻¹⁹ / (1,6·10⁻¹⁹) = 3,2 / 1,6 = 2 B

Answer 2

Для определения величины запирающего напряжения (также известного как работа выхода) можно использовать уравнение фотоэффекта:

$eV = hf - \phi$

где:

• $e$ - заряд электрона ($1.602 \times 10^{-19}$ Кл),
• $V$ - запирающее напряжение (В),
• $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж∙с),
• $f$ - частота света (Гц),
• $\phi$ - работа выхода материала (Дж).

Дано:

• Частота света $f = 1 \times 10^{15}$ Гц,
• Длина границы фотоэффекта $\lambda = 580$ нм.

Сначала найдем энергию фотона света используя формулу:

$E = hf$

Подставляя значения:

$E = (6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж∙с}) \times (1 \times 10^{15} \, \text{Гц})$

$E = 6.626 \times 10^{-19} \, \text{Дж}$

Теперь найдем работу выхода материала, используя длину границы фотоэффекта:

$E = \frac{hc}{\lambda} - \phi$

Где $c$ - скорость света ($3 \times 10^8$ м/с).

Решим уравнение относительно $\phi$:

$\phi = \frac{hc}{\lambda} - E$

Подставляя значения:

$\phi = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж∙с}) \times (3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{580 \times 10^{-9} \, \text{м}} - 6.626 \times 10^{-19} \, \text{Дж}$

$\phi \approx 3.43 \times 10^{-19} \, \text{Дж}$

Теперь, подставляя $\phi$ и $E$ в уравнение фотоэффекта, можно найти запирающее напряжение:

$eV = hf - \phi$

$V = \frac{hf - \phi}{e}$

Подставляя значения:

$V = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж∙с}) \times (1 \times 10^{15} \, \text{Гц}) - 3.43 \times 10^{-19} \, \text{Дж}}{1.602 \times 10^{-19} \, \text{Кл}}$

$V \approx 1.24 \, \text{В}$

Итак, величина запирающего напряжения для данного металла составляет примерно 1.24 В.