Каково значение запирающего напряжения для фотоэлектронов, исходящих из провода натриевого фотокатода, когда световая

Мистический_Дракон

60

Чтобы понять значение запирающего напряжения для фотоэлектронов, исходящих из провода натриевого фотокатода при определенной световой частоте освещения, нам потребуется некоторое базовое знание о фотоэффекте.

Фотоэффект является явлением, при котором фотоны света, попадая на поверхность материала, вызывают выбивание электронов из атомов этого материала. Затем эти свободные электроны могут быть собраны и использованы для создания электрического тока.

Запирающее напряжение (или потенциал запирания) определяется как минимальное напряжение, которое необходимо приложить к фотокатоду, чтобы предотвратить выход фотоэлектронов из материала. Если напряжение меньше запирающего, то фотоэлектроны не смогут преодолеть этот барьер и выйти.

Значение запирающего напряжения зависит от световой частоты, поскольку энергия фотонов прямо пропорциональна ее значению. Чтобы вычислить значение запирающего напряжения, нам потребуется использовать формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

\[ E = hf - \Phi \]

Где:
- E - кинетическая энергия фотоэлектрона
- h - постоянная Планка (6.626 × 10^(-34) Дж·с)
- f - частота света
- \( \Phi \) - работа выхода материала, которая зависит от его химического состава

Когда световая частота освещения равна значению \( f \) в формуле, фотоэлектроны будут только на границе "пробивать" этот барьер, то есть кинетическая энергия фотоэлектрона будет равна нулю. Следовательно, работа выхода материала будет равна энергии фотона \( hf \).

Получается, что значение запирающего напряжения (\( V_{\text{з}}} \)) будет равно энергии фотона:

\[ V_{\text{з}}} = \frac{{hf}}{{e}} \]

Где \( e \) - заряд электрона (1.602 × 10^(-19) Кл).

Итак, чтобы узнать значение запирающего напряжения для фотоэлектронов, исходящих из провода натриевого фотокатода при заданной световой частоте, вам нужно знать значение частоты света и выполнить следующие шаги:

1. Узнать частоту света (\( f \)), которую имеете.
2. Подставить значение частоты света в формулу \( V_{\text{з}}} = \frac{{hf}}{{e}} \).
3. Рассчитать значения и записать ответ соответствующим образом.

Например, если вам дана частота света \( f = 5 \times 10^{14} \) Гц, то можно рассчитать значение запирающего напряжения следующим образом:

\[ V_{\text{з}}} = \frac{{6.626 \times 10^{-34} \times 5 \times 10^{14}}}{{1.602 \times 10^{-19}}} \]

После выполнения всех необходимых вычислений вы получите конкретное значение запирающего напряжения (вольты), которое можно предоставить.

Учтите, что значения работ выхода материалов (работа функции \( \Phi \)) отличается для различных материалов, поэтому, если есть необходимость, уточните саму субстанцию материала, из которого выполнен фотокатод натрия, чтобы узнать более точное значение.