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

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

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

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 8 400 2,5 - - - - 500 Дано: 𝝀1=400·10-9 м 𝝀2 = 2,5·10-12 м

Ответ

А=2,486 эВ; v1=4,68∙105мс; v2=4,18∙108мс; U3= 0,6 В

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

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∙108500∙10-9=3,978∙10-19м=2,486 эВ
𝝀0=500·10-9 м
А -?𝒗1-?
𝒗2-?
𝑼з-?
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
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∙10-9-3,978∙10-19=4,68∙105мс
v2=29,1∙10-31∙3∙108∙6,63∙10-342,5∙10-12-3,978∙10-19=4,18∙108мс
Во втором случае скорость получился больше скорости света, чего не может быть.
Согласно 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∙(4,68∙105)22∙1,6∙10-19 = 0,6 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=2,486 эВ; v1=4,68∙105мс; v2=4,18∙108мс; U3= 0,6 В

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу