Какова величина задерживающего напряжения U3 для фотоэлектронов при освещении металла светом длиной волны 330 нм, если

Крокодил

13

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для вычисления величины задерживающего напряжения (U3) в фотоэффекте:

\[ U3 = \frac{hc}{\lambda} - \phi \]

где:
U3 - задерживающее напряжение (в вольтах),
h - постоянная Планка (6,62607015 * 10^-34 Дж * с),
c - скорость света в вакууме (299 792 458 м/с),
\(\lambda\) - длина волны света (в метрах),
\(\phi\) - работа выхода (в электрон-вольтах).

Когда свет падает на металл, энергия фотонов света передается электронам в металле. Если энергия фотона ниже работы выхода (Lmax), то фотоэлектроны не могут выйти из металла. Если энергия фотона выше или равна работе выхода, то фотоэлектроны могут выйти из металла.

Для данной задачи нам дана длина волны света (330 нм) и красная граница фотоэффекта (Lmax = 6,2 * 10^-5 электрон-вольт).

Для начала, переведем длину волны света из нанометров в метры:

\[ \lambda = 330 \cdot 10^{-9} \, \text{м} = 3,3 \cdot 10^{-7} \, \text{м} \]

Теперь мы можем использовать эту информацию в формуле:

\[ U3 = \frac{hc}{\lambda} - \phi \]

Подставим известные значения:

\[ U3 = \frac{(6,62607015 \cdot 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с})(299 792 458 \, \text{м/с})}{3,3 \cdot 10^{-7} \, \text{м}} - 6,2 \cdot 10^{-5} \, \text{электрон-вольт} \]

Теперь проведем несколько расчетов:

\[ U3 = 5,64982 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж} - 6,2 \cdot 10^{-5} \, \text{электрон-вольт} \]

\[ U3 = 5,64982 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж} - (6,2 \cdot 10^{-5} \, \text{электрон-вольт}) \cdot (1,602 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж/электрон-вольт}) \]

\[ U3 \approx -5,983 \cdot 10^{-20} \, \text{Дж} \]

Теперь, чтобы преобразовать задерживающее напряжение U3 в электрон-вольты, нам нужно разделить его на заряд электрона (1,602 * 10^-19 Кл):

\[ U3 = \frac{-5,983 \cdot 10^{-20} \, \text{Дж}}{1,602 \cdot 10^{-19} \, \text{Кл/электрон}} \]

\[ U3 \approx -0,3739 \, \text{электрон-вольт} \]

Итак, величина задерживающего напряжения U3 для фотоэлектронов при освещении металла светом длиной волны 330 нм составляет примерно -0,3739 электрон-вольт.