В одном из опытов по фотоэффекту металлическая пластина освещалась светом с длиной волны 420 нм. Работа выхода электрона с поверхности пластины равна 2 эВ. Какова задерживающая разность потенциалов, при которой фототок прекратится?

Физика 11 класс Фотоэффект Фотоэффект металлическая пластина длина волны 420 нм работа выхода электрона задерживающая разность потенциалов фототок физика 11 класс Новый

Чтобы определить задерживающую разность потенциалов, при которой фототок прекратится, нам необходимо использовать уравнение для фотоэффекта и закон сохранения энергии.

Во-первых, давайте вспомним, что энергия фотона (E) может быть вычислена с помощью формулы:

E = h * f

где:

• h - постоянная Планка (примерно 6.626 × 10^-34 Дж·с),
• f - частота света.

Также, частота света связана с длиной волны (λ) следующим образом:

f = c / λ

где:

• c - скорость света (примерно 3 × 10^8 м/с),
• λ - длина волны (в данном случае 420 нм, что равно 420 × 10^-9 м).

Теперь мы можем найти частоту света:

1. Сначала вычислим частоту:
f = c / λ = (3 × 10^8 м/с) / (420 × 10^-9 м) ≈ 7.14 × 10^14 Гц
2. Теперь, используя эту частоту, найдем энергию фотона:
E = h * f = (6.626 × 10^-34 Дж·с) * (7.14 × 10^14 Гц) ≈ 4.73 × 10^-19 Дж
3. Переведем эту энергию в электронвольты (1 эВ = 1.6 × 10^-19 Дж):
E ≈ 4.73 × 10^-19 Дж / (1.6 × 10^-19 Дж/эВ) ≈ 2.95 эВ

Теперь, чтобы найти задерживающую разность потенциалов (U), при которой фототок прекратится, мы воспользуемся уравнением:

E = A + eU

где:

• A - работа выхода (в данном случае 2 эВ),
• e - элементарный заряд (примерно 1.6 × 10^-19 Кл),
• U - искомая задерживающая разность потенциалов.

Подставим известные значения в уравнение:

2.95 эВ = 2 эВ + eU

Решим его относительно U:

eU = 2.95 эВ - 2 эВ = 0.95 эВ

Теперь найдем U:

U = 0.95 эВ / e

Так как e в данном случае не нужно вводить отдельно, мы можем сразу сказать, что задерживающая разность потенциалов:

U = 0.95 В

Таким образом, задерживающая разность потенциалов, при которой фототок прекратится, составляет 0.95 В.