Какова разница потенциалов, необходимая для задерживания фотоэлектронов, освобождаемых с поверхности натрия светом

Тема: Фотоэффект

Описание: Фотоэффект является явлением, при котором фотоны света поглощаются электронами в веществе, вызывая их выбивание из поверхности данного вещества. Одним из параметров, характеризующих фотоэффект, является разница потенциалов, необходимая для задерживания фотоэлектронов, освобождаемых с поверхности вещества светом с определенной длиной волны.

Разница потенциалов для задерживания фотоэлектронов может быть рассчитана с использованием формулы фотоэффекта:

\[V = \frac{{hc}}{{\lambda}} - \phi\]

Где:
- V - разница потенциалов, необходимая для задерживания фотоэлектронов (в вольтах)
- h - постоянная Планка (\(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\))
- c - скорость света (\(3 \times 10^8 \, \text{м/с}\))
- λ - длина волны света (в метрах)
- ϕ - работа выхода материала (энергия, необходимая для выхода электронов из поверхности материала)

Используя данную формулу и известное значение длины волны света, а также работу выхода материала (для натрия ϕ ≈ 2.28 электрон-вольта), мы можем рассчитать разницу потенциалов для задерживания фотоэлектронов.

Доп. материал:
Для света с длиной волны 400 нм найти разницу потенциалов, необходимую для задерживания фотоэлектронов, освобождаемых с поверхности натрия.

Решение:
1. Переведем длину волны из нанометров в метры: \(400 \, \text{нм} = 400 \times 10^{-9} \, \text{м}\).
2. Используем формулу фотоэффекта: \(V = \frac{{hc}}{{\lambda}} - \phi\).
3. Подставим известные значения: \(V = \frac{{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}}{{400 \times 10^{-9}}} - 2.28\).
4. Вычислим разницу потенциалов: \(V \approx 1.93 \, \text{электрон-вольта}\).

Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект, рекомендуется изучить основные понятия волновой оптики и квантовой физики. Изучение структуры атома и электронных оболочек тоже будет полезным при изучении фотоэффекта.

Задача для проверки: Для света с длиной волны 500 нм и работой выхода материала 3.2 электрон-вольта, рассчитайте разницу потенциалов, необходимую для задерживания фотоэлектронов, освобождаемых с поверхности этого материала.