Найдите запирающее напряжение для электронов при освещение металла светом с длиной волны 330нм.если красная граница фотоэфекта для металла 620нм

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Запирающее напряжение составляет 1.76 В. Шаг 1: Формулировка физических законов Для решения задачи используется уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: E=Aout+Kmaxcap E equals cap A sub o u t end-sub plus cap K sub m a x end-subгде Ecap E — энергия падающего фотона, Aoutcap A sub o u t end-sub — работа выхода электрона из металла, Kmaxcap K sub m a x end-sub — максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов. Энергия фотона выражается через длину волны λlambda: E=hcλcap E equals the fraction with numerator h c and denominator lambda end-fraction Работа выхода определяется через красную границу фотоэффекта λredlambda sub r e d end-sub: Aout=hcλredcap A sub o u t end-sub equals the fraction with numerator h c and denominator lambda sub r e d end-sub end-fraction Максимальная кинетическая энергия электронов связана с запирающим напряжением Ucap U формулой: Kmax=eUcap K sub m a x end-sub equals e cap UЗдесь h6.62610-34h is approximately equal to 6.626 center dot 10 to the negative 34 power Дж·с — постоянная Планка, c3108c is approximately equal to 3 center dot 10 to the eighth power м/с — скорость света, e1.60210-19e is approximately equal to 1.602 center dot 10 to the negative 19 power Кл — заряд электрона. Шаг 2: Вывод расчетной формулы Подставим выражения для составляющих в основное уравнение: hcλ=hcλred+eUthe fraction with numerator h c and denominator lambda end-fraction equals the fraction with numerator h c and denominator lambda sub r e d end-sub end-fraction plus e cap U Выразим запирающее напряжение Ucap U: eU=hc(1λ1λred)e cap U equals h c center dot open paren the fraction with numerator 1 and denominator lambda end-fraction minus the fraction with numerator 1 and denominator lambda sub r e d end-sub end-fraction close paren U=hce(λredλλλred)cap U equals h c over e end-fraction center dot open paren the fraction with numerator lambda sub r e d end-sub minus lambda and denominator lambda center dot lambda sub r e d end-sub end-fraction close paren Шаг 3: Вычисление значения Подставим известные значения: λ=33010-9lambda equals 330 center dot 10 to the negative 9 power м, λred=62010-9lambda sub r e d end-sub equals 620 center dot 10 to the negative 9 power м. Используем константу hce1.2410-6h c over e end-fraction is approximately equal to 1.24 center dot 10 to the negative 6 power В·м (или 12401240 эВ·нм): U=1240(13301620)cap U equals 1240 center dot open paren 1 over 330 end-fraction minus 1 over 620 end-fraction close paren U=1240(620330330620)=124029020460012400.0014171.757cap U equals 1240 center dot open paren the fraction with numerator 620 minus 330 and denominator 330 center dot 620 end-fraction close paren equals 1240 center dot 290 over 204600 end-fraction is approximately equal to 1240 center dot 0.001417 is approximately equal to 1.757 Ответ: Запирающее напряжение равно 1.76 В. Требуется ли вам расчет максимальной скорости фотоэлектронов для этих же условий?

Форма ответа

Ваш аватар