1) Какая температура должна быть у абсолютно черного тела для излучения такого же количества энергии, которое теряется
1) Какая температура должна быть у абсолютно черного тела для излучения такого же количества энергии, которое теряется вследствие излучения с одного квадратного сантиметра поверхности земли за минуту (средняя величина энергии равна 0,55 дж)?
2) Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить, чтобы прекратить фототок, когда цезий (с работой выхода 1,88 эв) освещается монохроматическим светом с длиной волны 486 нм? В решении требуются полные объяснения и, желательно, рисунки.
2) Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить, чтобы прекратить фототок, когда цезий (с работой выхода 1,88 эв) освещается монохроматическим светом с длиной волны 486 нм? В решении требуются полные объяснения и, желательно, рисунки.
10.12.2023 14:45
Написать свой ответ:
Пояснение:
1) Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон Стефана-Больцмана, который гласит, что количество энергии, излучаемой абсолютно черным телом, пропорционально четвёртой степени его температуры. Мы можем записать это в виде формулы: P = σ * A * T^4, где P - количество энергии, излучаемой телом, σ - постоянная Стефана-Больцмана (σ ≈ 5,67 * 10^-8 Вт/м^2∙К^4), A - площадь поверхности тела, T - температура тела.
2) Чтобы прекратить фототок в фотоэлементе, необходимо, чтобы кинетическая энергия фотоэлектронов была равна нулю. Для этого, нужно приложить такую разность потенциалов, чтобы она компенсировала работу выхода (W) фотоэлектронов. Это можно записать в виде формулы: eV = W, где e - заряд электрона (~1,6 * 10^-19 Кл), V - разность потенциалов, W - работа выхода.
Пример использования:
1) Количество энергии, которое теряется за минуту на одном квадратном сантиметре поверхности Земли, составляет 0,55 дж. Чтобы найти температуру абсолютно черного тела, мы можем использовать закон Стефана-Больцмана: P = σ * A * T^4. Заданные значения: P = 0,55 дж, σ = 5,67 * 10^-8 Вт/м^2∙К^4, A = 1 см^2. Несложными алгебраическими преобразованиями мы можем выразить T и рассчитать его значение.
2) Работа выхода цезия составляет 1,88 эВ. Мы можем использовать формулу eV = W, чтобы найти разность потенциалов (V), которую нужно приложить для прекращения фототока. Заданные значения: e = 1,6 * 10^-19 Кл, W = 1,88 эВ. Рассчитав V, удостоверимся, что разность потенциалов больше или равна этому значению.
Совет:
Для лучшего понимания данных задач, рекомендуется ознакомиться с законом Стефана-Больцмана и фотоэлектрическим эффектом. Также, изучите и запомните значения физических констант, которые используются в решении этих задач.
Задание:
1) Какова температура абсолютно черного тела, если оно излучает энергию в 2 раза больше, чем энергия, потерянная Землей за минуту на одном квадратном сантиметре поверхности?
2) При освещении цезия светом с длиной волны 620 нм, фототок достигает максимального значения. Какова разность потенциалов, которую нужно приложить, чтобы прекратить фототок? (работа выхода для цезия равна 1,9 эВ)