Question

Прошу извинения у тех, кто решал это только что......но скопируйте из сообщений ПЛИЗ решение........Блииин…пожалуйста..помогите..уже пятый день прошуЗадача 1: Найдите кинетическую энергию электронов, вырванных с поверхности меди (работа выхода=4,4эВ), при облучении её светом частотой v(ню)=6,0*10^16Гц. Задача 2: Красная граница фотоэффекта для металла (лямбда max)=6,2*10^-5см. Найдите величину задерживающего напряжения Uз для фотоэлектронов при освещении металла светом длиной волны (лямдба)=330нм. Задача 3: На поверхность металла падает излучение длиной волны (лямбда)=0,36 мкм, мощность которого P=5,0 мкВт. Определите силу фототока насыщения Iн, если из всех падающих фотонов только n=5,0% выбивают из металла электроны Помогиииитее пожалуйста...ОЧень нужно на завтра!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! И распишите плиииз=)

Answer 1

№1. 

По уравнению Эйнштейна $h*V=A_{vbIxoda}+E_k$, где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с), $A_{vbIxoda}$ - работа выхода (Дж), $E_k$ - максимальная энергия излучения (Дж). Из данной формулы выражаем находимую кинетическую энергию: $E_k=h*v-A_{vbIxoda}$. В системе СИ: 4,4 эВ = 4,4*1,1*10⁻¹⁹ Дж = 7,04*10⁻¹⁹ Дж. Подставляем численные данные и вычисляем: $E_k=6,62*10^{-34}*6*10^{16}-7,04*10^{-19}=390,16*10^{-19}$ (Дж) 

Ответ: Кинетическая энергия равна 390,16*10⁻¹⁹ Джоуль.

№2. 

По формуле фотоэффекта (из закона сохранения энергии) $\frac{m*v^2}{2}= U_3*e$, где m - масса частицы (кг), $v$ - скорость частицы (м/с), e - заряд электрона (e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл), U₃ - запирающие напряжение т.е. напряжение при котором ток полностью прекращается (В). Выражение: $\frac{m*v^2}{2}$  есть кинетическая энергия т.е. $E_k=\frac{m*v^2}{2}$ . В задаче №1 если взглянуть есть формула полученная в ходе преобразования (кинетической энергии) ⇒ $E_k=h*v-A_{vbIxoda}$. Тогда кинетическую энергию расписываем как: $h*v-A_{vbIxoda}=U_3*e$. Отсюда выражаем находимое напряжение: $U_3=\frac{h*v-A_{vbIxoda}}{e}$. 

Работой выхода называют красной границей фотоэффекта, при котором имеется предельно низкая частота $(V_{min})$ или максимальная длина волны $(Y_{max})$ ⇒ определяем по формуле: $A_{vbIxoda}=\frac{h*c}{Y_{max}}$. Данную формулу подставляяем в формлу определения запирающего напряжения: 

$U_3=\frac{h*v-\frac{h*c}{Y_{max}}}{e}$. Частоту (V) расписываем как $V=\frac{c}{Y}$ тогда ⇒ $U_3=\frac{\frac{h*c}{Y}-\frac{h*c}{Y_{max}}}{e}$. В системе СИ: 

6,2*10⁻⁵ см = 6,2*10⁻⁸ м; 330 нм = 33*10⁻⁸ м. Подставляем численные данные и вычисляем: $U=\frac{\frac{6,62*10^{-34}*3*10^8}{33*10^{-8}}-\frac{6,62*10^{-34}*3*10^8}{6,2*10^{-8}}}{1,6*10^{-19}}\approx-16,3(B).$

 

№3.

Фототок насыщения, это явление возникающее при исчерпывании ресурса свободных зарядов. То есть, имея фотоны с энергией выше красной границы, мы можем получать фотоэлектроны в количестве 1 к 1-му, повышая поток фотонов, до тех пор, пока электроны готовые выйти не исчерпаются. Дальнейшее повышение потока фотонов (мощности излучения), не приведёт к росту потока электронов (фототока). Остальное просто:

$N_p=е*N$
$A=N_p*t=n*h*V$
n - число фотонов за время t то есть поток фотонов и он численно равен потоку фотоэлектронов
$\frac{n}{t}=\frac{N_p}{h*V}$
умножая на заряд e обе части, в левой получим ток:
$I=\frac{e*N_p}{h*V}$
и переходя к заданным величинам:
$I=е*\frac{e*Y*N}{h*c}$

В системе СИ: 0,36 мкм = 0,36*10⁻⁶ м; 5 мкВт = 5*10⁻⁶ Вт. Подставляем численные данные и вычисляем: $I=\frac{0,05*1,6*10^{-19}*0,36*10^{-6}*5*10^{-6}}{6,62*10^{-34}*3*10^8}\approx57,4*10^{-9}(A) = 57,4(mkA).$

 

Answer 2

Задача 1: Для решения данной задачи воспользуемся формулой для кинетической энергии электрона, вырванного с поверхности металла при фотоэффекте:

K = h * v - Ф

где K - кинетическая энергия электрона, h - постоянная Планка, v - частота света, Ф - работа выхода электрона.

Подставим известные значения:

v = 6,0 * 10^16 Гц Ф = 4,4 эВ = 4,4 * 1,6 * 10^-19 Дж (1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж) h = 6,63 * 10^-34 Дж * с (значение постоянной Планка)

K = (6,63 * 10^-34 Дж * с) * (6,0 * 10^16 Гц) - (4,4 * 1,6 * 10^-19 Дж) K ≈ 3,98 * 10^-19 Дж

Ответ: кинетическая энергия электронов, вырванных с поверхности меди, при облучении её светом частотой 6,0 * 10^16 Гц, составляет примерно 3,98 * 10^-19 Дж.

Задача 2: Для нахождения величины задерживающего напряжения Uз воспользуемся формулой для фотоэффекта:

eUз = h * c / λ - Ф

где e - заряд электрона, c - скорость света, λ - длина волны света, Ф - работа выхода электрона.

Подставим известные значения:

λ = 330 нм = 330 * 10^-9 м Ф = 4,4 эВ = 4,4 * 1,6 * 10^-19 Дж h = 6,63 * 10^-34 Дж * с (значение постоянной Планка) c = 3 * 10^8 м/с (скорость света) e = 1,6 * 10^-19 Кл (заряд электрона)

eUз = (6,63 * 10^-34 Дж * с * 3 * 10^8 м/с) / (330 * 10^-9 м) - (4,4 * 1,6 * 10^-19 Дж) eUз ≈ 1,92 В

Ответ: величина задерживающего напряжения Uз для фотоэлектронов при освещении металла светом длиной волны 330 нм составляет примерно 1,92 В.

Задача 3: Для определения силы фототока насыщения Iн воспользуемся формулой:

Iн = n * P / Eф

где Iн - сила фототока насыщения, n - коэффициент выбивания электронов, P - мощность излучения, Eф - энергия фотона.

Подставим известные значения:

λ = 0,36 мкм = 0,36 * 10^-6 м P = 5,0 мкВт = 5,0 * 10^-6 Вт n = 5,0% Eф = h * c / λ

Eф = (6,63 * 10^-34 Дж * с * 3 * 10^8 м/с) / (0,36 * 10^-6 м) Eф ≈ 5,51 * 10^-19 Дж

Iн = (0,05 * 5,0 * 10^-6 Вт) / (5,51 * 10^-19 Дж) Iн ≈ 9,07 * 10^11 А

Ответ: сила фототока насыщения Iн при падении излучения длиной волны 0,36 мкм и мощностью 5,0 мкВт, если только 5,0% фотонов выбивают из металла электроны, составляет примерно 9,07 * 10^11 А.