Какую частоту имеет падающий свет, если вольт-амперная характеристика поверхности металла при монохроматическом

Aleksandra

32

Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые физические понятия. Первым делом, вольт-амперная характеристика (ВАХ) представляет собой график зависимости силы тока от напряжения для данной электрической цепи.

В этой задаче мы имеем дело с монохроматическим светом, то есть светом определенной частоты. Мы также знаем, что работа выхода электрона из металла составляет некоторое значение.

Для определения частоты света, нам необходимо воспользоваться формулой Эйнштейна для фотоэффекта:

\[E = hf - \phi\]

где \(E\) - энергия фотона света, \(h\) - постоянная Планка (\(6.62607015 \times 10^{-34}\) Дж·с), \(f\) - частота света, \(\phi\) - работа выхода электрона из металла.

Из данной формулы следует, что энергия фотона света должна быть больше или равна работе выхода электрона из металла для инициирования фотоэффекта.

Теперь, чтобы найти частоту света, необходимо рассмотреть ВАХ на рисунке. Из рисунка видно, что при определенном напряжении \(V\), сила тока становится нулевой. Это означает, что энергия фотона света находится на границе с работой выхода электрона из металла. Таким образом, энергия фотона (\(E\)) равна работе выхода электрона (\(\phi\)).

Используем формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

\[E = hf - \phi\]

Так как \(E = \phi\), то можем записать:

\(\phi = hf - \phi\)

После упрощения получаем:

\(2\phi = hf\)

Далее, вспоминаем формулу для частоты света:

\(f = \dfrac{c}{\lambda}\)

где \(c\) - скорость света (\(3.00 \times 10^8\) м/с), \(\lambda\) - длина волны света.

Мы знаем, что \(E = hf\) и что энергия фотона связана с длиной волны формулой:

\(E = \dfrac{hc}{\lambda}\)

Теперь мы можем записать:

\(\dfrac{hc}{\lambda} = 2\phi\)

Отсюда получаем выражение для частоты света:

\(f = \dfrac{2\phi c}{h}\)

Таким образом, частота света может быть найдена, если известна работа выхода электрона из металла.

Пожалуйста, предоставьте значение работы выхода электрона (\(\phi\)), чтобы я мог рассчитать частоту света для вас.