Какой максимальный заряд может накопиться на изолированном проводнике из металла калия? Известно: длина волны

Тема вопроса: Фотоэффект

Пояснение:
При фотоэффекте фотон света попадает на поверхность металла и передает энергию электрону, который покидает металл. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от энергии фотона и работы выхода. Эта связь описывается формулой:

E_max = hf - Ф

где E_max - максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка, f - частота излучения, Ф - работа выхода.

Максимальный заряд, который может накопиться на изолированном проводнике из металла калия, соответствует количеству фотоэлектронов, покидающих металл. Заряд одного электрона равен единичному элементарному заряду e.

Чтобы найти максимальный заряд, нужно знать максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов и поделить ее на заряд одного электрона:

q_max = E_max / e

Дополнительный материал:
Мы имеем работу функции Ф = 3.2 * 10^-19 Дж и частоту излучения f = 9.1 * 10^14 Гц.

Используем формулу:
E_max = hf - Ф

E_max = (6.626 * 10^-34 Дж * с) * (9.1 * 10^14 Гц) - 3.2 * 10^-19 Дж

Рассчитываем значение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона.

Зная это значение, можно рассчитать максимальный заряд:

q_max = E_max / e

Совет:
Для лучшего понимания фотоэффекта рекомендуется ознакомиться с основными концепциями квантовой физики и кинетической энергией фотоэлектронов.

Практика:
Вычислите максимальный заряд, который может накопиться на изолированном проводнике из металла калия на основе данных: работа функции Ф = 2.5 * 10^-19 Дж и частота излучения f = 8.2 * 10^14 Гц.

Суть вопроса: Фотоэффект

Пояснение:
Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света попадают на поверхность металла и вырывают из него электроны. Максимальный заряд, который может накопиться на изолированном проводнике из металла калия, зависит от работающей функции этого металла.

Работа функции - это минимальная энергия, которую электрон должен иметь, чтобы покинуть поверхность металла. Она измеряется в джоулях. Частота излучения света, попадающего на металл, измеряется в герцах.

Формула, связывающая работу функции (W), частоту излучения (f) и скорость света в вакууме (c), называется формулой Эйнштейна:
W = hf.

Здесь h - постоянная Планка, которая равна примерно 6,626 * 10^-34 Дж * с.

Максимальная энергия фотоэлектрона может быть найдена с помощью формулы:
E = hf - W.

Учитывая, что энергия связана с зарядом как E = qV (где q - заряд, V - напряжение), мы можем выразить заряд q:
q = E / V.

Подставив значение максимальной энергии и напряжения скорости фотоэлектронов, можно найти максимальный заряд, который может накопиться на изолированном проводнике из металла калия.

Дополнительный материал:
Подставляя данные в формулы:
W = 3.2 * 10^-19 Дж,
f = 9.1 * 10^14 Гц,
V = 2.83 * 10^-19 м/с,

Мы можем рассчитать максимальный заряд следующим образом:
E = hf - W = (6.626 * 10^-34 Дж * с) * (9.1 * 10^14 Гц) - 3.2 * 10^-19 Дж
q = E / V = ((6.626 * 10^-34 Дж * с) * (9.1 * 10^14 Гц) - 3.2 * 10^-19 Дж) / (2.83 * 10^-19 м/с)

Следовательно, максимальный заряд, который может накопиться на изолированном проводнике из металла калия, будет равен найденному значению q.

Совет:
Для понимания фотоэффекта и вычисления связанных с ним величин, важно понять основы волновой и квантовой оптики, а также иметь знания о работе функции металла и формуле Эйнштейна. Регулярная практика использования этих формул и решения задач поможет улучшить понимание.

Задание для закрепления:
Попробуйте решить следующую задачу:
На поверхность металла с работой функции 2.8 * 10^-19 Дж падает свет с частотой излучения 8.2 * 10^14 Гц. Сколько максимального заряда может накопиться на изолированном проводнике из этого металла? Скорость фотоэлектронов равна 1.55 * 10^16 м/с.