Вопрос школьника
Металлическая пластина освещается светом с длиной волны λ = 600 нм. Зависимость силы фототока I от электрического потенциала U пластинки представлена на рис. 291. Определить работу выхода электронов из металла
Ответ от учителя
Для определения работы выхода электронов из металла необходимо использовать формулу Эйнштейна:
hν = Φ + K.E.
где h — постоянная Планка, ν — частота света, Φ — работа выхода электронов из металла, K.E. — кинетическая энергия электронов.
Так как дана длина волны света, необходимо использовать формулу для перевода длины волны в частоту:
ν = c/λ
где c — скорость света.
Подставляя значения, получаем:
ν = 3*10^8 м/с / 600*10^-9 м = 5*10^14 Гц
Теперь необходимо определить значение кинетической энергии электронов при заданном потенциале U. Для этого необходимо найти точку на графике, соответствующую заданному значению U, и определить значение силы фототока I в этой точке. Затем можно воспользоваться формулой для кинетической энергии электронов:
K.E. = eU — Φ
где e — заряд электрона.
Подставляя значения, получаем:
K.E. = 1.6*10^-19 Кл * U — Φ
Теперь можно определить значение работы выхода электронов из металла, используя формулу Эйнштейна:
hν = Φ + K.E.
Φ = hν — K.E.
Подставляя значения, получаем:
Φ = 6.63*10^-34 Дж*с * 5*10^14 Гц — (1.6*10^-19 Кл * U — Φ)
Φ = 3.98*10^-19 Дж — 1.6*10^-19 Кл * U
Таким образом, работа выхода электронов из металла равна 3.98*10^-19 Дж — 1.6*10^-19 Кл * U.
