2 вариант 1. Какая энергия требуется для выхода фотоэлектронов из поверхности металла при освещении его светом частотой

Чайник

3

Задача 1. Для определения энергии, необходимой для выхода фотоэлектронов из поверхности металла, мы можем использовать формулу Эйнштейна:

\[E = hf - \Phi\]

где \(E\) - энергия фотона (которая определяется его частотой), \(h\) - постоянная Планка (\(6,63 \times 10^{-34}\ J \cdot s\)), \(f\) - частота света, а \(\Phi\) - работа выхода.

Мы знаем, что максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов составляет 1,2 эВ. Чтобы перевести энергию в джоули, воспользуемся следующим соотношением: 1 эВ = 1,6 \(\times\) 10^(-19) Дж.

Теперь, чтобы найти энергию, нам необходимо определить частоту света \(f\). Нам дан диапазон частот от 500 до 1012 Гц. Если мы предположим, что свет имеет наименьшую частоту в этом диапазоне (500 Гц), мы можем использовать следующую формулу:

\[E = hf\]

Аналогично, при выходе фотоэлектрона из поверхности металла, его кинетическая энергия будет равна нулю (потому что максимальная кинетическая энергия уже достигнута). Таким образом, мы можем записать:

\[hf - \Phi = 0\]

Отсюда можно выразить \(\Phi\):

\[\Phi = hf\]

Теперь мы можем найти энергию:

\[\Phi = (6,63 \times 10^{-34}\ J \cdot s) \times (500\ Hz) = (3,32 \times 10^{-31}\ J)\]

Ответ: Для выхода фотоэлектронов из поверхности металла при освещении его светом частотой от 500 до 1012 Гц требуется энергия, равная \(3,32 \times 10^{-31}\ J\).

Задача 2. Для этой задачи у нас есть уравнение для переменного тока \(I = 4 \times 10^0 \times \cos(0,04\pi t + \frac{\pi}{4})\).

Амплитудное значение силы тока можно найти, просто взяв абсолютное значение коэффициента при \(\cos\) (т.е. \(4 \times 10^0 = 4\ A\)).

Период \(T\) колебаний можно найти, используя формулу \(T = \frac{2\pi}{\omega}\), где \(\omega\) - циклическая частота. В данном случае \(\omega = 0,04\pi\).

Теперь, подставив значения, мы можем вычислить период и циклическую частоту:

\[T = \frac{2\pi}{0,04\pi} = 50\ с\]

\[f = \frac{1}{T} = \frac{1}{50} = 0,02\ Гц\]

Начальная и конечная фазы могут быть найдены, равняясь аргументам функции \(\cos\), т.е. начальная фаза - \(\frac{\pi}{4}\), а конечная фаза - \(0\).

Действующее значение силы тока \(I_{\text{эфф}}\) можно найти, используя формулу \(I_{\text{эфф}} = \frac{I_{\text{амп}}}{\sqrt{2}}\), где \(I_{\text{амп}}\) - амплитудное значение силы тока.

\[I_{\text{эфф}} = \frac{4}{\sqrt{2}} = 2,83\ A\]

Ответ: Амплитудное значение силы тока равно 4 А, период колебаний равен 50 секунд, частота равна 0,02 Гц, начальная фаза равна \(\frac{\pi}{4}\), конечная фаза равна 0, а действующее значение силы тока составляет 2,83 А.