Какой потенциал зарядится металлическая пластинка, когда на нее падает непрерывное освещение светом длиной волны

Тема занятия: Потенциал зарядки металлической пластинки под воздействием света

Пояснение: Когда на металлическую пластинку падает свет, происходит явление фотоэффекта, которое заключается в выбивании электронов из поверхности металла под воздействием фотонов света. Для того чтобы выбить электрон, необходимо преодолеть работу выхода (work function), которая представляет собой энергию, необходимую для освобождения электрона от поверхности металла. Потенциал зарядки (вызванный разностью потенциалов) металлической пластинки определяется разностью между работой выхода электронов и кинетической энергией вылетевших электронов.

Для расчета потенциала зарядки металлической пластинки необходимо знать работу выхода электронов (work function) и кинетическую энергию выбитых электронов. Однако, в данной задаче кинетическую энергию не указано, поэтому мы можем просто рассчитать потенциал зарядки пластинки, зная только работу выхода электронов.

Демонстрация:

Задание: Работа выхода электронов из металла составляет 2.0 эВ. Какой потенциал зарядится металлическая пластинка под воздействием света длиной волны 450 нм?

Совет: Для решения этой задачи, вы можете использовать уравнение Эйнштейна, которое связывает энергию фотона с длиной его волны.

Решение:

1. Используем уравнение Эйнштейна: E = hc/λ, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 Дж·с), c - скорость света (299792458 м/с), λ - длина волны света.
2. Подставляем значения: E = (6.62607015 × 10^-34 Дж·с * 299792458 м/с) / (450 * 10^-9 м) = 4.41875 × 10^-19 Дж.
3. Преобразуем энергию в электронвольты: 4.41875 × 10^-19 Дж * (1 эВ / 1.60217663 × 10^-19 Дж) = 2.75 эВ.
4. Разность между работой выхода и кинетической энергией равна потенциалу зарядки: 2.75 эВ - 2.0 эВ = 0.75 эВ.

Итак, потенциал зарядки металлической пластинки под воздействием света длиной волны 450 нм будет составлять 0.75 эВ.