Какая частота света (в 10^15 гц) вырывается с поверхности металла и полностью задерживается напряжением 2,2в, если
Какая частота света (в 10^15 гц) вырывается с поверхности металла и полностью задерживается напряжением 2,2в, если красная граница фотоэффекта равна 1,47×10^15 гц?
Mister 27
Для решения этой задачи нам понадобятся следующие знания из физики.Фотоэффект – это явление испускания электронов из поверхности металла под действием падающего на него света. При этом, чтобы фотоэффект произошел, энергия фотона должна быть достаточной, чтобы преодолеть работу выхода электрона из металла.
Чтобы определить минимальную частоту света, которая может вызвать фотоэффект, мы можем использовать формулу Эйнштейна:
\[E = h \cdot f\]
где \(E\) – энергия фотона, \(h\) – постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34}\) Дж·с), \(f\) – частота света.
Хотя формула Эйнштейна написана в терминах энергии, мы можем перейти к частоте, разделив обе части на постоянную Планка:
\[f = \frac{E}{h}\]
Теперь мы можем решить задачу, используя известные данные: красная граница фотоэффекта равна \(1.47 \times 10^{15}\) Гц и напряжение \(U = 2.2\) В.
Чтобы полностью задержать электроны, нужно применить напряжение, равное работе выхода \(W\), которую необходимо преодолеть электрону, чтобы он покинул металл. Работа выхода связана с энергией фотонов с помощью следующего выражения:
\[W = h \cdot f_0\]
где \(f_0\) – минимальная частота света, которая вызывает фотоэффект.
Теперь мы можем найти минимальную частоту света:
\[f_0 = \frac{W}{h}\]
В данной задаче красная граница фотоэффекта является работой выхода, поэтому
\[f_0 = \frac{1.47 \times 10^{15}}{6.63 \times 10^{-34}}\]
Подставим значения и рассчитаем:
\[f_0 \approx 2.22 \times 10^{20} \, \text{Гц}\]
Таким образом, минимальная частота света для фотоэффекта составляет примерно \(2.22 \times 10^{20}\) Гц.
Чтобы полностью задержать фотоны с такой частотой, необходимо применить напряжение, достаточное для преодоления работы выхода. В данной задаче это напряжение равно 2.2 В.
Итак, в ответе можно сказать, что частота света, которая вырывается с поверхности металла и полностью задерживается при напряжении 2.2 В, составляет примерно \(2.22 \times 10^{20}\) Гц.