Каково отношение задерживающих разностей потенциалов в калиевом фотоэлементе при освещении светом с длинами волн

Фотоэффект:
Пояснение:
Фотоэффект - это явление, при котором при освещении светом на поверхность фотоэлемента (например, калиевого) происходит выбивание электронов из атомов материала. Когда фотоэлемент освещается светом, фотоны света взаимодействуют с электронами внутри материала фотоэлемента. Если энергия фотона превышает или равна работе выхода электронов из материала, то происходит выбивание электрона.

Отношение задерживающих разностей потенциалов (U) в калиевом фотоэлементе при освещении светом с разными длинами волн можно выразить формулой:

U = h * (c / λ - c / λ_0),

где U - задерживающая разность потенциалов, h - постоянная Планка, c - скорость света, λ - длина волны освещающего света, λ_0 - критическая длина волны, при которой происходит выбивание электронов. Критическая длина волны зависит от материала фотоэлемента и может быть определена экспериментально.

Доп. материал:
У нас есть калиевый фотоэлемент, освещенный светом с длинами волн 124 нм и 150 нм. Найдем отношение задерживающих разностей потенциалов подробно.

Для первого случая с длиной волны 124 нм:
U = h * (c / λ - c / λ_0) = 6.626 * 10^-34 Дж * с * (3 * 10^8 м/с / (124 * 10^-9 м) - 3 * 10^8 м / с / λ_0)

Совет:
Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется изучить основные понятия волновой оптики, атомной физики и квантовой механики. Процесс выбивания электронов из атомов требует знания о том, как взаимодействуют фотоны света с электронами и как их энергия связана с работой выхода электрона из материала.

Задание:
Если калиевый фотоэлемент освещается светом с длиной волны 365 нм, а критическая длина волны составляет 450 нм, найдите значение задерживающей разности потенциалов.

Предмет вопроса: Фотоэффект

Объяснение:
Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света, попадая на вещество, выбивают электроны из его атомов или молекул. Одним из способов измерения энергии фотона является задерживающая разность потенциалов в фотоэлементе.

Задерживающая разность потенциалов (ЭЗР) - это разность потенциалов, создаваемая электростатическим полем внутри фотоэлемента, которая необходима для того, чтобы остановить выбитые фотонами электроны.

Отношение задерживающих разностей потенциалов в калиевом фотоэлементе при освещении светом с разными длинами волн может быть объяснено с помощью формулы Эйнштейна:

Э = hp,
где Э - энергия фотона, h - постоянная Планка, p - частота света.

Величина задерживающей разности потенциалов прямо пропорциональна энергии фотона. Из этого следует, что при разных длинах волн, энергия фотонов и, соответственно, величина задерживающих разностей потенциалов будет различна.

Дополнительный материал:
При освещении калиевого фотоэлемента светом с длинами волн 124 нм и 152 нм, предположим, что энергия фотонов для первого случая равна E1 и для второго случая равна E2. Тогда отношение задерживающих разностей потенциалов будет E1/E2.

Совет:
Для лучшего понимания фотоэффекта и связанных с ним концепций, рекомендуется изучить основные законы электромагнитного излучения, а также физический смысл постоянной Планка. Также полезно проводить эксперименты с разными длинами волн света, чтобы наблюдать изменение задерживающих разностей потенциалов.

Практика:
При освещении фотоэлемента светом с длинами волн 500 нм и 600 нм, энергия фотонов равна 3 эВ и 2 эВ соответственно. Найдите отношение задерживающих разностей потенциалов в фотоэлементе для этих двух случаев.