Какое минимальное напряжение необходимо, чтобы прекратился фототок, если на калий падает монохроматический свет

Фотоэффект

Объяснение:

Фотоэффект – это явление, при котором фотоны света вырывают электроны из поверхности материала. Для того чтобы фототок прекратился, необходимо применить напряжение, достаточное для удержания электронов на поверхности.

Минимальное напряжение можно вычислить, используя формулу:
\(E = hv - \Phi\)
где:
\(E\) - энергия электрона (эВ),
\(h\) - постоянная Планка (\(4,136 \times 10^{-15}\) эВ/c),
\(v\) - частота света (Гц),
\(\Phi\) - работа выхода электрона (эВ).

Сначала вычислим энергию электрона:
\(E = 2,2\) эВ.

Для монохроматического света с длиной волны 400 нм (нанометров), мы можем вычислить частоту света, используя формулу:
\(v = \frac{c}{\lambda}\)
где:
\(v\) - частота света (Гц),
\(c\) - скорость света (\(3,0 \times 10^8\) м/c),
\(\lambda\) - длина волны света (м).

Преобразуем длину волны из нанометров в метры:
\(\lambda = 400 \times 10^{-9}\) м.

Теперь мы можем вычислить частоту света:
\(v = \frac{3,0 \times 10^8}{400 \times 10^{-9}}\) Гц.

Подставим значения в формулу для энергии электрона:
\(E = 6,27 \times 10^{-19}\) Дж.

Теперь найдем минимальное напряжение:
\(E = hv - \Phi\)

\(hv = E + \Phi\)

\(hv = 6,27 \times 10^{-19} + 2,2\) эВ.

Принимая во внимание \(h = 4,136 \times 10^{-15}\) эВ/c, мы можем вычислить частоту света:
\(v = \frac{E + \Phi}{h}\) Гц.

Теперь можем вычислить минимальное напряжение:
\(V = \frac{E + \Phi}{q}\) В,
где \(q\) - заряд электрона (\(1,6 \times 10^{-19}\) Кл).

Пример использования:

Какое минимальное напряжение необходимо, чтобы прекратился фототок с энергией электрона 2,2 эВ и частотой света 6,27 x 10^-19 Дж?

Совет:

Для лучшего понимания расчетов фотоэффекта очень полезно ознакомиться с основами электричества и оптики. Изучив основные уравнения и формулы, вы сможете легко применить их для решения подобных задач.

Упражнение:

Какое минимальное напряжение необходимо, чтобы прекратился фототок, если работа выхода электронов из материала составляет 1,5 эВ, а частота света равняется 6,0 x 10^14 Гц?