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= 7,2 * 105м/с а во втором – V2 = 1 * 108м/с Работа выхода с поверхности фотоэлемента А = 4,0 эВ, красная граница фотоэффекта - λ0, задерживающая разность потенциалов UЗ для λ1. Определить для своего варианта величины, не указанные в таблице. λ1 нм, λ2 нм, UЗ В, λ0нм Дано: V1= 7,2 * 105м/с V2 = 1 * 108м/с Авых = 4,0 эВ = 6,4 * 10-19 Дж с = 3 * 108 м/с е = 1,6 * 10-19 Кл m = 9,1*10-31кг Фотоэффект – это явление вырывания электронов из вещества под действием падающего на него излучения. Фотоэффект будет наблюдаться при минимальной энергии, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл. Эту энергию называют работой выхода: Авых = h*νmin. Так как νmin= c/λо, то Авых = h*c/λо λ1 нм -? λ2 нм -?, UЗ В - ? λ0нм - ?

Ответ

λо= 310 нм; λ1 = 226 нм; λ2 = 4,3 нм; Uз1 = 1,5 В; Uз2 = 28 кВ

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Найдем отсюда λо. – красную границу фотоэффекта:
λо.= h*c/ Авых..
Вычислим её:
λо= 6,63 * 10-34 Дж*с *3 * 108 м/c / 6,4*10-19Дж = 3,1 10-7 (м) = 310 (нм).
По закон сохранения энергии, энергия излучения (порции света) hν идет на совершение работы выхода Авых и на сообщение электрону кинетической энергии:
hν = Авых + Ек. (1)
где h – постоянная Планка и h = 6,63 * 10-34 Дж*с, а Ек.- кинетическая энергия, которую имеют вырванные светом электроны.
Так как
Ек= .
То hν = Авых + mV2/2 . Отсюда:
ν = (2Авых+ mV2)/2h.
Вычислим частоту излучения в первом и втором случае
ν1 = (2Авых+ mV12)/2h;
ν2 = (2Авых+ mV22)/2h.
ν1 =(2 * 6,4 * 10-19 Дж + 9,1*10-31кг *(7,2 * 105м/с)2) / 2*6,63 * 10-34 Дж*с = 1,33 * 1015 (Гц);
ν2 =(2 * 6,4 * 10-19 Дж + 9,1*10-31кг *(1 * 108м/с)2) / 2*6,63 * 10-34 Дж*с = 6,9 * 1018 (Гц).
Теперь можно найти длину волны:
λ = с/ν, где с – скорость света.
λ1 = с/ν1 = 3 * 108 м/с / 1,33 * 1015 Гц = 2,26 * 10-7м = 226 (нм)
λ2 = с/ν2 = 3 * 108 м/с / 6,9 * 1018 Гц = 4,3 * 10-9м = 4,3 (нм)
Величины кинетической энергии фотоэлектронов зависит от задерживающего напряжения:
еUз= Ек., тогда: еUз =
Отсюда: Uз = .
Вычислим задерживающее напряжение для обоих случаев фотоэффекта:
Uз1 = (9,1 * 10-31 кг * (7,2 * 105м/с)2) / (2 * 1,6 * 10-19 Кл) =1, 5 (В)
Uз2 = (9,1 * 10-31 кг * (1 * 108м/с)2) / (2 * 1,6 * 10-19 Кл) =28000 (В)
Ответ: λо= 310 нм; λ1 = 226 нм; λ2 = 4,3 нм; Uз1 = 1,5 В; Uз2 = 28 кВ

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу