Какую частоту имеет излучение, падающее на катод, если фототок останавливается при задерживающем напряжении 3 В, а работа выхода для этого металла равна 2,5 эВ? Также, какая красная граница для этого металла?

Физика 9 класс Фотоэффект фототок задерживающее напряжение работа выхода частота излучения красная граница катод физика 9 класс Новый

Чтобы найти частоту излучения, падающего на катод, нам нужно использовать уравнение фотоэффекта. Согласно этому уравнению, энергия фотона (E) равна сумме работы выхода (A) и кинетической энергии (K) выбитого электрона:

E = A + K

Кинетическая энергия электрона можно выразить через задерживающее напряжение (U) следующим образом:

K = eU

где e - элементарный заряд (приблизительно 1.6 * 10^-19 Кл). Таким образом, уравнение можно переписать как:

E = A + eU

Теперь подставим известные значения:

• Работа выхода (A) = 2.5 эВ
• Задерживающее напряжение (U) = 3 В

Сначала преобразуем работу выхода в джоули, так как 1 эВ = 1.6 * 10^-19 Дж:

A = 2.5 эВ * 1.6 * 10^-19 Дж/эВ = 4.0 * 10^-19 Дж

Теперь можем найти кинетическую энергию:

K = eU = 1.6 * 10^-19 Кл * 3 В = 4.8 * 10^-19 Дж

Теперь подставим все в уравнение:

E = 4.0 * 10^-19 Дж + 4.8 * 10^-19 Дж = 8.8 * 10^-19 Дж

Теперь мы можем найти частоту (ν) излучения, используя формулу:

E = hν

где h - постоянная Планка (приблизительно 6.63 * 10^-34 Дж·с). Теперь выразим частоту:

ν = E / h

Подставим значения:

ν = (8.8 * 10^-19 Дж) / (6.63 * 10^-34 Дж·с) ≈ 1.33 * 10^15 Гц

Таким образом, частота излучения, падающего на катод, составляет примерно 1.33 * 10^15 Гц.

Теперь перейдем к расчету красной границы для данного металла. Красная граница - это минимальная частота, при которой происходит фотоэффект. Она соответствует ситуации, когда кинетическая энергия выбитого электрона равна нулю, то есть:

0 = A - hν_красная

Отсюда следует, что:

hν_красная = A

Следовательно:

ν_красная = A / h

Теперь подставим значение работы выхода в джоулях:

ν_красная = (4.0 * 10^-19 Дж) / (6.63 * 10^-34 Дж·с) ≈ 6.03 * 10^{14} Гц

Таким образом, красная граница для этого металла составляет примерно 6.03 * 10^{14} Гц.