Квантово-оптические явления. На фотоэлемент падает монохроматический свет в начале с длиной волны 𝜆1. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
Квантово-оптические явления. На фотоэлемент падает монохроматический свет в начале с длиной волны 𝜆1

Квантово-оптические явления. На фотоэлемент падает монохроматический свет в начале с длиной волны 𝜆1 .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Квантово-оптические явления. На фотоэлемент падает монохроматический свет в начале с длиной волны 𝜆1, а затем - с 𝜆2. Максимальная скорость выбитых электронов в первом случае равна 𝑣1, а во втором – 𝑣2. Работа выхода с поверхности фотоэлемента 𝐴, красная граница фотоэффекта – 𝜆0, задерживающая разность потенциалов 𝑈з для 𝜆1. Определить для своего варианта величины, не указанные в таблице 7. Таблица 7. Номер варианта 𝝀1, нм 𝝀2, пм 𝒗1,· 𝟏𝟎5 м/c 𝒗2,· 𝟏𝟎8 м/c 𝑨, эВ 𝑼з , В 𝝀0, нм 1 400 2,5 - - - - 520 Дано: 𝝀1=400·10-9 м 𝝀2 = 2,5·10-12 м Работа выхода фотоэлектронов из металла равна: А=h∙cλ0 , h=6,63·10-34 Дж·с- постоянная Планкас=3·108 м/с- скорость света λ0-красная граница фотоэффекта А= 6,63∙10-34∙3∙108520∙10-9=3,825∙10-19м=2,39 эВ 𝝀0=275·10-9 м А -?𝒗1-? 𝒗2-? 𝑼з-?

Ответ

А=2,39 эВ; v1=5∙105мс; v2=4,18∙108мс; U3= 0,7 В

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта, энергия фотона равна
hν=A+mv22
где частота излучения ν=cλ , тогда
hcλ=A+mv22
m=9·10-31 кг масса электрона
откуда скорость электрона
v=2mhсλ-A
Фотоэффект возможен, если энергия фотона больше работы выхода, проверим
hcλ1=3∙108∙6,63∙10-34400∙10-9=4,9725∙10-19Дж>А
hcλ2=3∙108∙6,63∙10-342,5∙10-12=7,956∙10-14Дж=795600∙10-19Дж>А
v1=29,1∙10-31∙3∙108∙6,63∙10-34400∙10-9-3,825∙10-19=5∙105мс
v2=29,1∙10-31∙3∙108∙6,63∙10-342,5∙10-12-3,825∙10-19=4,18∙108мс
Во втором случае скорость электрона больше скорости света, чего не может быть.
По теореме о кинетической энергии, изменение кинетической энергии фотоэлектрона равно работе сил электрического поля
А= e𝑈з
eU3=m∙v122
откуда задерживающая разность потенциалов 𝑈з для 𝜆1:
U3=m∙v122e
где m=9·10-31 кг масса электрона; e=1,6·10-19 Кл- заряд электрона.U3= 9,1∙10-31∙(5∙105)22∙1,6∙10-19 = 0,7 В
Проверка размерности:
v=1кгДж∙с∙мсм-Дж=Джкг=Н∙мкг=кг∙мс2∙мкг==мс
[𝑈з]=[кг∙м2c2Кл]=[ДжКл]=[В]
A=Дж∙с∙мсм-кг∙м2с2=Дж-Н∙м=Дж-Дж=Дж=эВ
Ответ: А=2,39 эВ; v1=5∙105мс; v2=4,18∙108мс; U3= 0,7 В

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу