Яка запірна напруга на клемах фотоелемента, якщо ультрафіолетові промені з довжиною хвилі 0,1 мкм не генерують струм

Искандер

3

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Планка, который гласит, что энергия фотона связана с его частотой \(f\) следующим образом:

\[E = hf\]

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

Также нам понадобится формула для вычисления длины волны света:

\[c = \lambda \cdot f\]

где \(c\) - скорость света, \(\lambda\) - длина волны, \(f\) - частота.

Для ультрафиолетовых променей с длиной волны \(0,1 \, \text{мкм}\) мы можем найти соответствующую частоту следующим образом:

\[\lambda = 0,1 \, \text{мкм} = 0,1 \times 10^{-6} \, \text{м} = 1 \times 10^{-7} \, \text{м}\]
\[c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с}\]

Подставив эти значения в формулу скорости света, мы можем найти частоту:

\[3 \times 10^8 = (1 \times 10^{-7}) \cdot f\]
\[f = \frac{3 \times 10^8}{1 \times 10^{-7}} = 3 \times 10^{15} \, \text{Гц}\]

Теперь, используя значение для частоты, мы можем найти энергию фотона:

\[E = hf = (6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \cdot (3 \times 10^{15} \, \text{Гц})\]

\[E \approx 19,88 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]

Поскольку электроны начинают вырываться из вольфрамового катода только при достижении определенного минимального значения энергии, мы можем сказать, что запирающая напряжение
на клеммах фотоэлемента равно энергии фотона:

\[U_{\text{запирающее}} \approx 19,88 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]

Таким образом, значение запирающего напряжения фотоэлемента равно приблизительно \(19,88 \times 10^{-19}\, \text{Дж}\).