Какое будет значение работы выхода из этого металла, если запирающее напряжение составит 5,1В после увеличения частоты

Kedr

10

Для решения этой задачи нам понадобятся два физических закона: закон эффекта фотоэлектрического эффекта и формула для работы выхода.

Закон эффекта фотоэлектрического эффекта утверждает, что кинетическая энергия электрона, вылетающего из металла, пропорциональна частоте света:

$$E_k=h\cdot \nu -W$$

где $E_k$ - кинетическая энергия электрона, $h$ - постоянная Планка, $\nu$ - частота света, $W$ - работа выхода.

Формула для работы выхода:

$$W=e\cdot U$$

где $W$ - работа выхода, $e$ - заряд элементарного электрона ($1,6\cdot {10}^{-19}$ Кл), $U$ - запирающее напряжение.

Мы можем использовать эти две формулы для нахождения работы выхода в новой ситуации.

Сначала найдем значение работы выхода в начальной ситуации, когда частота света равна 1,6 В. Подставим известные значения в формулу:

$$W_1=e\cdot U_1=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot 1,6=2,56\cdot {10}^{-19}$$ Кл

Теперь найдем значение работы выхода в новой ситуации, когда частота света увеличилась в 2 раза. Подставим известные значения в формулу:

$$W_2=e\cdot U_2=1,6\cdot {10}^{-19}\cdot 5,1=8,16\cdot {10}^{-19}$$ Кл

Ответ: значение работы выхода из металла будет равно 8,16 * ${10}^{-19}$ Кл после увеличения частоты света в 2 раза по сравнению с начальной ситуацией, когда оно равнялось 1,6 В.

Обоснование ответа:
При увеличении частоты света в 2 раза мы увеличиваем энергию фотонов в 2 раза, что приводит к более энергичному выбиванию электронов из металла. Значение работы выхода пропорционально энергии входящих фотонов, поэтому при увеличении частоты света работа выхода также увеличивается.