Какова частота падающего света, если электроны, выбиваемые при фотоэффекте, удерживаются обратным потенциалом

Тема занятия: Решение задачи по фотоэффекту

Описание:
Фотоэффект - это явление, при котором электроны выбиваются из металла под воздействием света. Частота падающего света связана с энергией фотона, выбивающего электроны.

Для решения задачи нам дан обратный потенциал (напряжение) в 4 Вольта и красная граница фотоэффекта в 0,6 микрометра (600 нм).

Чтобы найти частоту падающего света, воспользуемся формулой Эйнштейна:

E = hv - Ф,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, v - частота света, Ф - работа выхода (фотоэнергия) электрона из металла.

Работа выхода выражается через обратный потенциал:

Ф = eV,

где e - заряд электрона, V - обратный потенциал.

Решая уравнение, найдем частоту падающего света:

hv = eV + Ф = eV + eV = 2eV,

v = 2eV/h.

Вставляя численные значения, получаем:

v = (2 * 1.6 * 10^(-19) * 4)/(6.63 * 10^(-34)) = 3.03 * 10^14 Гц.

Таким образом, частота падающего света составляет 3.03 * 10^14 Гц.

Пример:
Найдите частоту падающего света, если обратный потенциал равен 3 Вольт, а длина волны фотоэффекта составляет 400 нм.

Совет:
Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется ознакомиться с теорией квантовой физики и понятием работы выхода.

Задание для закрепления:
Какова частота падающего света, если обратный потенциал составляет 6 Вольт, а граница фотоэффекта - 0,45 микрометра?

Содержание вопроса: Фотоэффект

Описание: Фотоэффект - это феномен, когда световые фотоны, попадая на поверхность материала, выбивают электроны из атомов этого материала. Частота света является важным параметром в фотоэффекте. Чтобы определить частоту падающего света, используем формулу фотоэффекта:

E = hv - φ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, v - частота световой волны, φ - работа выхода.

У нас есть информация о красной границе фотоэффекта, которая составляет 0,6 микрометра. Сначала найдем энергию фотона, используя формулу Эйнштейна:

E = hc/λ,

где h - постоянная Планка, c - скорость света, λ - длина волны света.

Переведем 0,6 микрометра в метры: 0,6 микрометра = 0,6 * 10^(-6) метра.

Подставим значения в формулу и найдем энергию фотона.

Затем используем формулу фотоэффекта для определения частоты света:

v = (E + φ) / h,

где E - энергия фотона, φ - работа выхода, h - постоянная Планка.

У нас есть информация, что электроны удерживаются обратным потенциалом в 4 Вольта (работа выхода).

Дополнительный материал: Найдем частоту падающего света, если электроны, выбиваемые при фотоэффекте, удерживаются обратным потенциалом в 4 Вольта, а красная граница фотоэффекта составляет 0,6 микрометра.

Совет: Чтобы разобраться в фотоэффекте, полезно изучить основы квантовой физики и понять, как световые фотоны взаимодействуют с материалами.

Задача для проверки: Если работа выхода для фотоэффекта составляет 2 электрон-вольта, а энергия фотона, выбивающего электрон, равна 3 электрон-вольта, найдите частоту света, вызывающего фотоэффект.