Какой заряд Q появляется на обкладках конденсатора при прекращении фототока, возникающего при освещении катода светом
Какой заряд Q появляется на обкладках конденсатора при прекращении фототока, возникающего при освещении катода светом с частотой ν = 1015 Гц, если электроды, находящиеся в вакууме, покрыты кальцием и подключены к конденсатору ёмкостью С = 8 нФ, а работа выхода электронов из кальция составляет Авых = 4,4 · 10-19 Дж?
15.12.2023 22:19
Объяснение: При освещении катода светом, фотоэффект возникает из-за того, что фотоны света передают свою энергию электронам и вырывают их из атомов. Некоторые из этих электронов достигают анода и создают фототок.
В задаче нам даны следующие значения:
- Частота света ν = 1015 Гц
- Емкость конденсатора С = 8 нФ
- Работа выхода электронов из кальция Авых = 4,4 · 10-19 Дж
Для определения заряда Q на обкладках конденсатора при прекращении фототока, мы можем использовать энергетическую формулу, связывающую частоту света, работу выхода электронов и заряд:
E = h * ν = Авых + Q * U, где
- E - энергия фотона света (h - постоянная Планка)
- Q - заряд на обкладках конденсатора
- U - напряжение на конденсаторе (U = Q / C)
Мы можем решить это уравнение относительно заряда Q:
Q = (E - Авых) * C
Подставим известные значения:
E = h * ν = 6,63 * 10^-34 Дж * 10^15 Гц
Q = (E - Авых) * C = (6,63 * 10^-34 - 4,4 * 10^-19) * 8 * 10^-9 Кл
Таким образом, мы можем вычислить заряд Q, которым обладают обкладки конденсатора при прекращении фототока.
Пример:
При данном значении частоты света, работе выхода электронов и емкости конденсатора, заряд Q на обкладках конденсатора составляет [(6,63 * 10^-34 - 4,4 * 10^-19) * 8 * 10^-9] Кл.
Совет: Для лучшего понимания и решения подобных задач с конденсаторами, рекомендуется изучить и понять основные принципы работы конденсаторов, энергетические формулы и фотоэффект.
Дополнительное задание:
Если частота света равна 1,2 * 10^16 Гц, работа выхода электронов равна 5 * 10^-19 Дж, а емкость конденсатора равна 12 нФ, какой заряд Q будет на обкладках конденсатора при прекращении фототока?