Какова величина задерживающего потенциала, при которой фототок прекратится, если энергия поглощаемого фотона 5
Какова величина задерживающего потенциала, при которой фототок прекратится, если энергия поглощаемого фотона 5 эВ и работа выхода электрона из фотокатода составляет 2 эВ?
23.11.2023 12:18
Инструкция: Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света поглощаются веществом и выбивают электроны из его поверхности. Величина задерживающего потенциала, при которой фототок прекратится, зависит от энергии поглощаемого фотона и работы выхода электрона из фотокатода.
Работа выхода (W) - это минимальная энергия, необходимая для выбивания электрона из фотокатода. В данной задаче, значение работы выхода не указано, поэтому мы не можем дать точный ответ на вопрос о величине задерживающего потенциала.
Однако, если мы предположим, что работа выхода из фотокатода равна нулю, то задерживающий потенциал будет равен нулю, и фототок не будет прекращаться. Если же работа выхода положительна, то задерживающий потенциал должен быть положительным и равен разности энергии фотона и работы выхода.
Пример:
Задача: Величина работы выхода электрона из фотокатода составляет 2 эВ. Какова величина задерживающего потенциала, при которой фототок прекратится, если энергия поглощаемого фотона 4 эВ?
Ответ: В данной задаче, задерживающий потенциал будет равен разности энергии фотона (4 эВ) и работы выхода (2 эВ), что равняется 2 эВ.
Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект, рекомендуется изучить зависимость между энергией поглощенного фотона и кинетической энергией выбиваемого электрона. Изучите также работу выхода электронов у различных материалов, чтобы лучше понять, как она влияет на задерживающий потенциал.
Дополнительное упражнение:
Энергия поглощаемого фотона составляет 3 эВ, а работа выхода электрона равна 1 эВ. Какова будет величина задерживающего потенциала, при которой фототок прекратится?
Пояснение: Фотоэффект - это явление, при котором электроны вырываются из поверхности материала под действием падающего на нее света. Величина задерживающего потенциала - это минимальное отрицательное напряжение, которое необходимо приложить к фотокатоду (металлической поверхности), чтобы прекратить эмиссию электронов.
Уравнение фотоэффекта связывает энергию падающего фотона (E), работу выхода (W) и задерживающий потенциал (V):
E = W + eV,
где e - элементарный заряд (приближенно равный 1,6 * 10^-19 Кл).
Мы знаем, что энергия фотона (E) равна 5 эВ. Вопрос состоит в определении задерживающего потенциала (V). Для этого мы решим уравнение, выражая V:
V = (E - W) / e,
где W - работа выхода.
Пример:
Допустим, работа выхода (W) составляет 3 эВ.
V = (5 - 3) / (1,6 * 10^-19) ≈ 1,25 * 10^19 В.
Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется ознакомиться с основными принципами квантовой физики, такими как дискретность энергетических уровней и взаимодействие света с веществом.
Упражнение: При энергии поглощаемого фотона 4 эВ и работе выхода 2 эВ, какова величина задерживающего потенциала?