Question

Вычислите: 1. Энергию фотонов падающего света. 2. Импульс фотонов. 3. Определите «красную границу» фотоэффекта. 4. Максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов. 5. Задерживающую разность потенциалов. 6. Максимальную скорость фотоэлектронов. Вариант 1. С поверхности катода вакуумной трубки под действием света с длиной волны 400 нм вырываются электроны (катод изготовлен из натрия).

Answer 1

Ответ:

удачи броооооооооооо

Answer 2

Для решения этих задач мы можем использовать основные формулы, связанные с фотоэффектом:

1. Энергия фотонов падающего света (E_photon) вычисляется по формуле:

   E_photon = h * f

   где h - постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж*с), f - частота света. Чтобы найти частоту, можно использовать следующее соотношение:

   f = c / λ

   где c - скорость света (3 x 10^8 м/с), λ - длина волны света в метрах.

   По условию, λ = 400 нм = 4 x 10^-7 м. Теперь мы можем найти энергию фотонов:

   f = c / λ = (3 x 10^8 м/с) / (4 x 10^-7 м) = 7.5 x 10^14 Гц

   E_photon = h * f = (6.626 x 10^-34 Дж*с) * (7.5 x 10^14 Гц) ≈ 4.97 x 10^-19 Дж

2. Импульс фотонов (p_photon) также можно найти, используя формулу для импульса света:

   p_photon = E_photon / c

   где c - скорость света. Подставим значение E_photon:

   p_photon = (4.97 x 10^-19 Дж) / (3 x 10^8 м/с) ≈ 1.657 x 10^-27 кг∙м/с

3. "Красная граница" фотоэффекта - это минимальная энергия фотонов, которая может вызвать фотоэффект на данном материале. Для натрия "красная граница" составляет около 2 эВ (электронвольта). Это можно найти известной формулой:

   E_threshold = φ, где φ - работа выхода материала.

   Для натрия работа выхода составляет примерно 2 эВ.

4. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов (K_max) также может быть найдена с использованием энергии фотонов и работы выхода:

   K_max = E_photon - φ

   K_max = (4.97 x 10^-19 Дж) - (2 эВ * 1.6 x 10^-19 Дж/эВ) ≈ 1.97 x 10^-19 Дж

5. Задерживающая разность потенциалов (V) между катодом и анодом необходима для остановки фотоэлектронов. Эта разность потенциалов равна максимальной кинетической энергии фотоэлектронов:

   V = K_max / q

   где q - заряд электрона (1.6 x 10^-19 Кл). Подставим значения:

   V = (1.97 x 10^-19 Дж) / (1.6 x 10^-19 Кл) ≈ 1.23 Вольта

6. Максимальная скорость фотоэлектронов (v_max) может быть найдена, используя кинетическую энергию и массу электрона:

   v_max = sqrt(2 * K_max / m)

   где m - масса электрона (9.11 x 10^-31 кг). Подставим значения:

   v_max = sqrt(2 * 1.97 x 10^-19 Дж / 9.11 x 10^-31 кг) ≈ 6.6 x 10^5 м/с

Итак, мы нашли все запрошенные значения для фотоэффекта на поверхности катода из натрия при длине волны света 400 нм.