Какова величина постоянной Планка, если при освещении катода вакуумного фотоэлемента монохроматическим светом с длиной

Тема: Постоянная Планка и Фотоэффект

Пояснение:
Постоянная Планка (обозначается как h) - это фундаментальная константа в квантовой физике, которая связана с фотоэффектом. Фотоэффект - это явление, при котором световые фотоны взаимодействуют с веществом и освобождают электроны. Задерживающее напряжение - это минимальное напряжение, необходимое для остановки фототока электронов в фотоэлементе.

Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу, связывающую постоянную Планка и длину волны света:

E = h * f

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота световой волны.

Мы можем выразить частоту света, используя скорость света (c) и длину волны (λ):

f = c / λ

Также, поскольку нам дано, что при увеличении длины волны на 25% задерживающее напряжение становится меньше на некоторое значение (давайте обозначим это значение как ΔV), мы можем использовать формулу, которая связывает энергию фотона и задерживающее напряжение:

E = e * ΔV

где e - элементарный заряд.

Теперь мы можем составить систему уравнений, чтобы решить поставленную задачу. А именно:

h * f1 = e * ΔV
h * f2 = e * (ΔV - ΔV")

где f1 и f2 - частоты световой волны до и после увеличения длины волны соответственно, ΔV" - изменение задерживающего напряжения.

Подставляя выражение для частоты света из второго уравнения в первое уравнение, получаем:

h * (c / λ1) = e * ΔV

Разделим первое уравнение на второе:

(h * (c / λ1)) / (h * (c / λ2)) = (e * ΔV) / (e * (ΔV - ΔV"))

Раскрывая скобки и упрощая выражение:

(λ2 / λ1) = (ΔV / (ΔV - ΔV"))

Нам дано, что λ2 = λ1 + 25% * λ1 = 1.25 * λ1

Подставляем данное значение и решаем уравнение относительно ΔV:

(1.25 * λ1) / λ1 = ΔV / (ΔV - ΔV")

Окончательно получаем:

1.25 = 1 / (1 - ΔV"/ΔV)

Данные в данной задаче недостаточно для определения конкретного значения постоянной Планка. В данном случае мы можем только сделать относительное соотношение между ΔV" и ΔV. Чтобы в точности определить постоянную Планка, нам понадобится дополнительная информация о значениях ΔV и ΔV".

Пример:
У нас есть вакуумный фотоэлемент, освещенный монохроматическим светом с длиной волны 310 нм. При этой длине волны фототок прекращается при задерживающем напряжении ΔV. Когда длина волны увеличивается на 25%, значение задерживающего напряжения становится меньше на ΔV". Определите отношение ΔV" к ΔV.

Совет:
Для более подробного понимания фотоэффекта и постоянной Планка, рекомендуется изучить законы фотоэффекта, энергию фотона, элементарный заряд и их взаимосвязь.

Упражнение:
У нас есть вакуумный фотоэлемент, освещенный монохроматическим светом с длиной волны 400 нм. При этой длине волны фототок прекращается при задерживающем напряжении 1.5 В. Когда длина волны увеличивается на 20%, значение задерживающего напряжения становится меньше на 0.9 В. Определите отношение ΔV" к ΔV.