Question

Если фототок останавливается при 1 В напряжения торможения, какова максимальная скорость фотоэлектронов (e = 1,6 * 10-19 кл; me = 9,1 * 10-31 кг).​

Answer 1

Відповідь:

m*V^2/2=e*U

V=sqrt(2*e*U/m)=sqrt(2*1,6*10^-19/9,1*10^-31)=0,59*10^6 м/с

Пояснення:

Answer 2

Для определения максимальной скорости фотоэлектронов в фотоэффекте можно использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

E = hf - φ

где:

• E - энергия фотоэлектрона
• hf - энергия падающего фотона
• φ - работа выхода (энергия, необходимая для выхода электрона из материала)

Максимальная энергия фотоэлектрона достигается, когда энергия падающего фотона (hf) полностью используется для выхода фотоэлектрона, то есть когда E максимальна. В этом случае:

E макс = hf

Так как энергия фотона (hf) связана с его частотой (f) и длиной волны (λ) следующим образом:

E = h * f = hc / λ

где:

• h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 м^2 кг / с)
• c - скорость света (приближенно 3 × 10^8 м/с)
• λ - длина волны падающего света

Теперь мы можем выразить частоту фотона и максимальную энергию фотоэлектрона в терминах напряжения торможения (V):

hf = eV

где:

• e - заряд электрона (1.6 x 10^-19 Кл)
• V - напряжение торможения

Следовательно, максимальная энергия фотоэлектрона:

E макс = eV

Теперь мы можем использовать это значение энергии, чтобы найти максимальную скорость фотоэлектрона с помощью кинетической энергии (K) и массы электрона (m_e):

K = E макс = eV

Скорость фотоэлектрона можно найти, используя следующее выражение для кинетической энергии:

K = (1/2) * m_e * v^2

где:

• m_e - масса электрона (9.1 x 10^-31 кг)
• v - скорость фотоэлектрона (максимальная скорость)

Теперь мы можем найти максимальную скорость фотоэлектрона:

eV = (1/2) * m_e * v^2

v^2 = (2 * eV) / m_e

v = sqrt((2 * eV) / m_e)

Подставив значение заряда электрона (e = 1.6 x 10^-19 Кл), напряжения торможения (V = 1 В) и массы электрона (m_e = 9.1 x 10^-31 кг), мы можем рассчитать максимальную скорость фотоэлектронов:

v = sqrt((2 * 1.6 x 10^-19 Кл * 1 В) / (9.1 x 10^-31 кг)) ≈ 6.62 x 10^5 м/с

Таким образом, максимальная скорость фотоэлектронов составляет приблизительно 6.62 x 10^5 м/с.