Question

Терміново! Визначити роботу виходу електрона з поверхні фотокатода і червону межу фотоефекту, якщо при опроміненні фотоелемента світлом із частотою 1,6*1015 Гц фотострум припиняється при запірній напрузі 4,1 В.

Answer 1

Відповідь: 4,048·10⁻¹⁹ Дж     6,1·10¹⁴ Гц

Пояснення:

Answer 2

Задача, яку ви описали, пов'язана з фотоефектом, який є однією з основних явищ квантової механіки. Фотоефект - це явище, при якому світлові кванти (фотони) здатні вивільнювати електрони з поверхні матеріалу.

Енергія фотона (hν) повинна бути достатньою для того, щоб перевищити роботу виходу електрона (Φ) з поверхні фотокатода. Робота виходу (або робота виходу електрона) - це мінімальна енергія, яка потрібна для вивільнення електрона з поверхні матеріалу.

Математично це виражається рівнянням:

\[ hν \geq Φ + eV_{\text{з}} \]

де: - \( h \) - стала Планка (\(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\)), - \( ν \) - частота світла, - \( Φ \) - робота виходу, - \( e \) - заряд електрона (\(1.602 \times 10^{-19} \, \text{Кл}\)), - \( V_{\text{з}} \) - запірна напруга.

У вашому випадку визначено, що фотострум припиняється при запірній напрузі \( V_{\text{з}} = 4.1 \, \text{В} \) і частоті світла \( ν = 1.6 \times 10^{15} \, \text{Гц} \). Також треба врахувати, що фотострум припиняється, коли енергія фотона рівна роботі виходу (\( hν = Φ \)).

Ми можемо використати рівняння вище для визначення роботи виходу \( Φ \):

\[ hν = Φ + eV_{\text{з}} \]

\[ Φ = hν - eV_{\text{з}} \]

Підставимо відомі значення:

\[ Φ = (6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \times (1.6 \times 10^{15} \, \text{Гц}) - (1.602 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \times (4.1 \, \text{В}) \]

Обчислімо це:

\[ Φ \approx (1.056 \times 10^{-18} \, \text{Дж}) - (6.562 \times 10^{-20} \, \text{Дж}) \]

\[ Φ \approx 9.93 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]

Отже, робота виходу електрона з поверхні фотокатода приблизно дорівнює \( 9.93 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \).

Червона межа фотоефекту визначається, коли енергія фотона рівна роботі виходу. Таким чином, червона межа фотоефекту в даному випадку буде \( 9.93 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \).