Якою має бути необхідна затримуюча напруга, щоб світло з довжиною хвилі 140нм не могло викликати фотоелектричний ефект

Суть вопроса: Фотоелектрический эффект

Объяснение: Фотоэлектрический эффект - это явление, при котором свет с достаточно высокой частотой может вызвать выбивание электронов из поверхности материала. Для выхода электронов из вещества необходима определенная минимальная энергия, называемая работой выхода (Work Function).

Чтобы определить необходимую задерживающую напряжение, чтобы предотвратить фотоэффект, нужно сначала найти энергию фотона.

Энергия фотона (E) связана с длиной волны (λ) следующим образом:
E = (hc)/λ,
где h - постоянная Планка, c - скорость света.

Работа выхода электрона из вольфрама составляет 4,54 эВ (электрон-вольт). Чтобы определить необходимую задерживающую напряжение, можно использовать формулу:
V = E/q,
где V - задерживающее напряжение, E - энергия фотона, q - заряд электрона.

Необходимая задерживающая напряжение (V) может быть найдена путем подстановки значений в эту формулу.

Пример:
Для света с длиной волны 140 нм нужно посчитать необходимую задерживающую напряжение, чтобы предотвратить фотоэлектрический эффект в катоде из вольфрама.

Решение:
Сначала найдем энергию фотона:
E = (6.63 x 10^-34 J s x 3 x 10^8 m/s) / (140 x 10^-9 m),
E = 2.83 x 10^-19 Дж.

Затем найдем необходимую задерживающую напряжение, используя заряд электрона:
V = (2.83 x 10^-19 Дж) / (1.6 x 10^-19 Кл)
V ≈ 1.77 В.

Таким образом, чтобы предотвратить фотоэлектрический эффект для света длиной волны 140 нм в вольфрамовом катоде, необходимо задерживающее напряжение около 1.77 В.

Совет: Для лучшего понимания фотоэлектрического эффекта рекомендуется ознакомиться с понятием работы выхода и зависимости энергии фотона от его частоты или длины волны.

Дополнительное задание:
Свет с длиной волны 400 нм падает на катод из металла с работой выхода 2.5 эВ. Какая задерживающая напряжение необходима для предотвращения фотоэлектрического эффекта? Ответ представьте в вольтах.