Каково значение задерживающего напряжения U3 для фотоэлектронов при освещении металла светом с длиной волны

Фотоэффект и задерживающее напряжение

Описание: Фотоэффект - это явление, когда свет нейтронов, или фотонов, вызывает испускание электронов из поверхности материала. При фотоэффекте фотоны света передают свою энергию электронам, превращая ее в кинетическую энергию электронов. Однако, чтобы электроны могли выйти из материала, им необходимо преодолеть противодействие, создаваемое задерживающим напряжением.

Задерживающее напряжение (обозначается как U3) - это разность потенциалов между поверхностью материала и анодом (куда направлены электроны). Задерживающее напряжение останавливает вылет электронов из материала, обратно притягивая их обратно к аноду.

Чтобы найти значение задерживающего напряжения U3 для фотоэлектронов, нам дано значение красного предела фотоэффекта Lmax = 6,2 • 10^-5 м и длина волны света, освещающего металл, равная 330 нм.

Формула, связывающая энергию фотона света с его длиной волны, выглядит следующим образом:

E = hc/λ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6,63 • 10^-34 Дж * с), c - скорость света (3 • 10^8 м/с), а λ - длина волны света.

Чтобы найти значение задерживающего напряжения U3, используем следующую формулу:

U3 = E - Lmax,

где E - энергия фотона и значение красного предела фотоэффекта Lmax отнимается от нее.

Теперь посчитаем это значение:

E = (6,63 • 10^-34 Дж * с) * (3 • 10^8 м/с) / (330 • 10^-9 м) = 6,02 • 10^-19 Дж.

U3 = 6,02 • 10^-19 Дж - 6,2 • 10^-5 м = 6,02 • 10^-19 Дж - 62 • 10^-5 Дж = -62 • 10^-5 Дж.

Таким образом, значение задерживающего напряжения U3 для фотоэлектронов будет равно -62 • 10^-5 Дж.

Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект и задерживающее напряжение, изучите связанные концепции, такие как длина волны света, постоянная Планка и энергия фотона. Попробуйте решить несколько других задач по фотоэффекту, чтобы практиковаться в применении этих формул.

Упражнение: Если длина волны света составляет 500 нм, а значение красного предела фотоэффекта для материала равно 3,5 • 10^-6 м, найдите значение задерживающего напряжения U3 для фотоэлектронов.