Каково соотношение задерживающих разностей потенциалов для калиевого фотоэлемента, если его сначала освещают светом с длиной волны 124 нм, а затем – светом с длиной волны 414 нм?

Физика 11 класс Фотоэффект задерживающие разности потенциалов калиевый фотоэлемент длина волны 124 нм длина волны 414 нм физика 11 класс Новый

Для решения задачи о соотношении задерживающих разностей потенциалов для калиевого фотоэлемента, необходимо использовать понятие фотоэффекта и уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Давайте разберем шаги подробно.

Шаг 1: Понимание фотоэффекта

Фотоэффект происходит, когда световая энергия поглощается электронами в материале, что может привести к их выбиванию из вещества. Энергия фотона рассчитывается по формуле:

E = h * nu = h * (c / lambda),

где:

• E – энергия фотона;
• h – постоянная Планка (приблизительно 6.626 x 10^-34 Дж·с);
• c – скорость света (приблизительно 3 x 10^8 м/с);
• lambda – длина волны света (в метрах).

Шаг 2: Расчет энергии фотонов для каждой длины волны

Теперь мы можем рассчитать энергию фотонов для обеих длин волн.

• Для длины волны 124 нм (124 x 10^-9 м):

E1 = h * (c / lambda1) = 6.626 x 10^-34 * (3 x 10^8 / 124 x 10^-9).

После расчетов получаем E1 ≈ 1.59 x 10^-18 Дж.

• Для длины волны 414 нм (414 x 10^-9 м):

E2 = h * (c / lambda2) = 6.626 x 10^-34 * (3 x 10^8 / 414 x 10^-9).

После расчетов получаем E2 ≈ 4.78 x 10^-19 Дж.

Шаг 3: Определение задерживающих разностей потенциалов

Задерживающая разность потенциалов (U) связана с энергией фотонов следующим образом:

U = E / e,

где e – заряд электрона (приблизительно 1.6 x 10^-19 Кл).

• Для первой длины волны (124 нм):

U1 = E1 / e = (1.59 x 10^-18) / (1.6 x 10^-19) ≈ 9.94 В.

• Для второй длины волны (414 нм):

U2 = E2 / e = (4.78 x 10^-19) / (1.6 x 10^-19) ≈ 2.99 В.

Шаг 4: Соотношение задерживающих разностей потенциалов

Теперь мы можем найти соотношение U1 и U2:

R = U1 / U2 = 9.94 / 2.99 ≈ 3.32.

Таким образом, соотношение задерживающих разностей потенциалов для калиевого фотоэлемента при освещении светом с длиной волны 124 нм и 414 нм составляет примерно 3.32.