Каково минимальное задерживающее напряжение, при котором фототок в калии прекращается, если он освещается

Ягненок_4876

61

Задача: Каково минимальное задерживающее напряжение, при котором фототок в калии прекращается, если он освещается монохроматическим светом с длиной волны 400 нм? Задана работа выхода электронов из калия, которая составляет \( \phi = 2 \, \text{эВ} \).

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу, описывающую эффект фотоэлектрического явления:

\[ eV_{\text{задерж}} = \phi + \frac{{hc}}{{\lambda}} \]

где \( V_{\text{задерж}} \) - задерживающее напряжение (в вольтах), \( \phi \) - работа выхода электронов из материала (в электрон-вольтах), \( h \) - постоянная Планка (\( 6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \)), \( c \) - скорость света (\( 3 \times 10^8 \, \text{м/с} \)), и \( \lambda \) - длина волны света (в метрах).

Дано: \( \phi = 2 \, \text{эВ} = 2 \times 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \) и \( \lambda = 400 \, \text{нм} = 400 \times 10^{-9} \, \text{м} \).

Подставим известные значения в формулу и решим уравнение:

\[ eV_{\text{задерж}} = 2 \times 1.6 \times 10^{-19} + \frac{{6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}}{{400 \times 10^{-9}}} \]

Выполняя необходимые вычисления, получим:

\[ eV_{\text{задерж}} = 2.56 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]

Поскольку 1 электрон-вольт эквивалентен \( 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \), задерживающее напряжение составляет:

\[ V_{\text{задерж}} = \frac{{2.56 \times 10^{-19}}}{{1.6 \times 10^{-19}}} = 1.6 \, \text{В} \]

Таким образом, минимальное задерживающее напряжение, при котором фототок в калии прекращается при освещении монохроматическим светом с длиной волны 400 нм, равно 1.6 В.