Какое значение напряжения необходимо установить между анодом и катодом, чтобы прекратить фотоэффект, если фотокатод

Vesenniy_Veter

23

Чтобы понять, какое значение напряжения необходимо установить между анодом и катодом для прекращения фотоэффекта, мы можем использовать формулы, связанные с фотоэффектом. Фотоэффект возникает, когда световые фотоны выбивают электроны из вещества фотокатода.

Для понимания фотоэффекта нам важно знать, что энергия фотона связана с его частотой по формуле:

\[E = hv\]

где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка, \(v\) - частота света.

Также важно отметить, что энергия электрона, необходимая для выхода из вещества (работа выхода), связана с красной границей фотоэффекта по формуле:

\[E_0 = hv_0\]

где \(E_0\) - энергия фотона красной границы, \(v_0\) - частота света красной границы.

Когда анод и катод подключены к источнику напряжения, возникает электрическое поле между ними. Это поле препятствует вылету электронов из фотокатода. Чтобы прекратить фотоэффект, необходимо установить напряжение так, чтобы энергия электронов в фотокатоде была равна или больше работе выхода:

\[eV = E_0\]

где \(e\) - заряд электрона, \(V\) - напряжение между анодом и катодом.

Теперь мы можем решить задачу. Для этого использование формулы работы выхода:

\[E_0 = hv_0\]

У нас дана частота света красной границы \(v_0 = 1.0 \times 10^{15} Гц\). Далее, мы можем использовать формулу для фотона с частотой \(v = 6.6 \times 10^{15} Гц\):

\[E = hv\]

Вычисляем энергию фотона:

\[E = (6.6 \times 10^{15} Гц) \times (6.626 \times 10^{-34} Дж \cdot с) = 4.3596 \times 10^{-18} Дж\]

Теперь мы можем найти напряжение между анодом и катодом:

\[eV = 4.3596 \times 10^{-18} Дж\]

\(e\) является элементарным зарядом, \(e = 1.6 \times 10^{-19} Кл\):

\(V = \frac{4.3596 \times 10^{-18} Дж}{1.6 \times 10^{-19} Кл} \approx 27.25 В\)

Таким образом, необходимо установить напряжение около 27 В между анодом и катодом, чтобы прекратить фотоэффект при облучении фотокатода светом с частотой \(v = 6.6 \times 10^{15} Гц\). Ответ следует округлить до целого числа.