Какова величина задерживающего потенциала, при котором фототок прекратится, если работа выхода электронов из фотокатода составляет 3,2 эВ, а энергия квантов света, которым освещается фотокатод, равна 6,4 эВ?

Физика 11 класс Фотонная теория света и фотоэффект задерживающий потенциал фототок работа выхода электронов энергия квантов света фотокатод Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать понятие задерживающего потенциала и закон сохранения энергии, который применяется в фотоеффекте.

Шаг 1: Понимание работы выхода и энергии квантов.

• Работа выхода (A) – это минимальная энергия, необходимая для того, чтобы электрон покинул фотокатод. В данном случае A = 3,2 эВ.
• Энергия квантов света (E) – это энергия, которую несет фотон, падающий на фотокатод. В данном случае E = 6,4 эВ.

Шаг 2: Определение максимальной кинетической энергии электронов.

Когда фотон с энергией E взаимодействует с электроном, он может передать ему свою энергию. Часть этой энергии идет на преодоление работы выхода, а оставшаяся часть становится кинетической энергией (K) выбитого электрона. Это можно записать в виде уравнения:

K = E - A

Подставим известные значения:

K = 6,4 эВ - 3,2 эВ = 3,2 эВ.

Шаг 3: Определение величины задерживающего потенциала.

Задерживающий потенциал (U) – это потенциал, который необходимо приложить к фотокатоду, чтобы остановить выбитые электроны. Он связан с максимальной кинетической энергией электрона следующим образом:

U = K / e,

где e – это заряд электрона, который в данной задаче не требуется подставлять, так как мы можем выразить задерживающий потенциал в электрон-вольтах (эВ). Задерживающий потенциал будет равен максимальной кинетической энергии, выраженной в эВ.

Таким образом, задерживающий потенциал будет равен:

U = 3,2 эВ.

Ответ: Величина задерживающего потенциала, при котором фототок прекратится, составляет 3,2 эВ.