1) Какую наименьшую разность потенциалов необходимо применить, чтобы прекратить фототок в цезии, который освещается
1) Какую наименьшую разность потенциалов необходимо применить, чтобы прекратить фототок в цезии, который освещается монохроматическим светом с длиной волны 486 нм? Ответ: 0,68 В.
2) Какую температуру должно иметь абсолютно черное тело, чтобы потери энергии вследствие излучения с одного квадратного сантиметра поверхности земли за минуту составляли 0,55 Дж? Ответ: 200 К. Необходимо полное решение, с подробными пояснениями. Отображение схемы приветствуется.
2) Какую температуру должно иметь абсолютно черное тело, чтобы потери энергии вследствие излучения с одного квадратного сантиметра поверхности земли за минуту составляли 0,55 Дж? Ответ: 200 К. Необходимо полное решение, с подробными пояснениями. Отображение схемы приветствуется.
Kosmicheskaya_Charodeyka 56
1) Для того чтобы прекратить фототок в цезии, необходимо применить напряжение равное или больше потенциала фотосъемки цезия. Для определения этого значения воспользуемся формулой Эйнштейна для фотоэффекта:\[eV = \frac{hc}{\lambda}\]
где \(e\) - заряд электрона (\(1,6 \times 10^{-19}\, Кл\)), \(V\) - разность потенциалов, \(h\) - постоянная Планка (\(6,626 \times 10^{-34}\, Дж \cdot с\)), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\, м/с\)), \(\lambda\) - длина волны монохроматического света (\(486 \times 10^{-9}\, м\)).
Подставляем известные значения в формулу:
\[V = \frac{(6,626 \times 10^{-34}\, Дж \cdot с) \times (3 \times 10^8\, м/с)}{(1,6 \times 10^{-19}\, Кл) \times (486 \times 10^{-9}\, м)}\]
\[V \approx 0,68 В\]
Таким образом, наименьшая разность потенциалов, которую необходимо применить, чтобы прекратить фототок в цезии при освещении светом с длиной волны 486 нм, равна 0,68 В.
2) Для определения температуры абсолютно черного тела, обеспечивающей потери энергии вследствие излучения с одного квадратного сантиметра поверхности земли за минуту в размере 0,55 Дж, воспользуемся законом Стефана-Больцмана:
\[P = \sigma A T^4\]
где \(P\) - мощность излучения черного тела (\(ватт\)), \(\sigma\) - постоянная Стефана-Больцмана (\(5,67 \times 10^{-8}\, Вт/(м^2 \cdot К^4)\)), \(A\) - площадь поверхности черного тела (\(м^2\)), \(T\) - температура черного тела (\(К\)).
Переведем 1 см² в м²: \(A = 0,0001\, м^2\).
Теперь можем выразить мощность излучения:
\[P = \frac{0,55\, Дж}{60\, с} = 0,00917\, Вт\]
Теперь найдем температуру черного тела:
\[T = \sqrt[4]{\frac{P}{\sigma A}} = \sqrt[4]{\frac{0,00917\, Вт}{(5,67 \times 10^{-8}\, Вт/(м^2 \cdot К^4)) \times (0,0001\, м^2)}}\]
\[T \approx 200\, К\]
Таким образом, абсолютно черное тело должно иметь температуру около 200 К, чтобы его потери энергии вследствие излучения с одного квадратного сантиметра поверхности земли за минуту составляли 0,55 Дж.