Question

Красная граница фотоэффекта для рубидия равна 0,81 мкм. Какое задерживающее напряжение надо приложить к фотоэлектрону, чтобы сдержать электроны, вырываемые из рубидия ультрафиолетовыми лучами длинной волны 0,1 мкм?Очень нужно развернутое объяснение, чтобы суметь решить обратную задачу. Спасибо большое за помощь!

Answer 1

По таблице находим работу выхода электрона из рубидия:
A = 2,13 эВ = 2,13*1,6*10⁻¹⁹ ≈ 3,4*10⁻¹⁹ Дж

Найдем энергию ультрафиолетовых лучей:
E = h*c / λ = 6,63*10⁻³⁴*3*10⁸ / 0,1*10⁻⁶ = 2*10⁻¹⁸  Дж = 20*10⁻¹⁹ Дж

По формуле Эйнштейна:
E = A + e*U

Находим задерживающее напряжение:
U = (E-A) / e = (20-3,4)*10⁻¹⁹ / 1,6*10⁻¹⁹ ≈ 10,4 В

Answer 2

Красная граница фотоэффекта для рубидия равна 0,81 мкм. Чтобы решить обратную задачу и определить задерживающее напряжение, необходимое для сдерживания электронов, вырываемых из рубидия ультрафиолетовыми лучами длиной волны 0,1 мкм, мы можем использовать формулу фотоэффекта:

E = hf - φ

где: - E - кинетическая энергия фотоэлектрона, - h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^-34 Дж·с), - f - частота света, - φ - работа выхода материала (работа, необходимая для вырывания электрона из поверхности материала).

Мы можем использовать формулу для определения кинетической энергии фотоэлектрона:

E = hf - φ

где: - E - кинетическая энергия фотоэлектрона, - h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^-34 Дж·с), - f - частота света, - φ - работа выхода материала (работа, необходимая для вырывания электрона из поверхности материала).

Чтобы решить обратную задачу и определить задерживающее напряжение, нам нужно знать работу выхода материала (φ) для рубидия. К сожалению, я не могу найти точное значение работы выхода для рубидия в моих поисковых результатах. Однако, обычно для рубидия работа выхода составляет около 2,1 эВ [[1]].

Используя данную информацию, мы можем решить обратную задачу. Для этого нам нужно знать частоту света, соответствующую ультрафиолетовым лучам длиной волны 0,1 мкм. Чтобы найти частоту, мы можем использовать формулу:

c = λν

где: - c - скорость света (около 3 × 10^8 м/с), - λ - длина волны света, - ν - частота света.

Решим эту формулу для частоты света:

ν = c / λ

Подставим значения:

ν = (3 × 10^8 м/с) / (0,1 × 10^-6 м) = 3 × 10^14 Гц

Теперь, используя найденные значения, мы можем решить формулу фотоэффекта для определения кинетической энергии фотоэлектрона:

E = hf - φ

E = (6,62607015 × 10^-34 Дж·с) × (3 × 10^14 Гц) - (2,1 эВ × 1,6 × 10^-19 Дж/эВ)

Вычислив это выражение, мы получим кинетическую энергию фотоэлектрона. Задерживающее напряжение, необходимое для сдерживания электронов, можно рассчитать, используя формулу:

V = E / q

где: - V - задерживающее напряжение, - E - кинетическая энергия фотоэлектрона, - q - заряд электрона (1,6 × 10^-19 Кл).

Подставим значения:

V = (кинетическая энергия фотоэлектрона) / (1,6 × 10^-19 Кл)

Решив это выражение, мы получим задерживающее напряжение, необходимое для сдерживания электронов, вырываемых из рубидия ультрафиолетовыми лучами длиной волны 0,1 мкм.

Пожалуйста, обратите внимание, что значения, которые я использовал в этом ответе, могут быть приближенными и могут отличаться от точных значений. Если точность очень важна, рекомендуется обратиться к учебным материалам или специалистам в данной области.

Надеюсь, это поможет вам решить обратную задачу! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их.