Question

Работа выхода электрона с поверхности фотокатода составляет 9×10–19 Дж. Известно, что при облучении фотоэлемента светом, фототок прекращается при запирающем напряжении 4,2 В. Найдите частоту световой волны, падающей на фотоэлемент.

Answer 1

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, которое гласит:

Э = hf - Ф,

где Э - работа выхода электрона с поверхности фотокатода (в нашем случае 9×10^-19 Дж), h - постоянная Планка (6,63×10^-34 Дж·с), f - частота световой волны и Ф - запирающее напряжение (в нашем случае 4,2 В).

Мы хотим найти частоту световой волны, поэтому нам нужно выразить f из этого уравнения.

Перепишем уравнение Эйнштейна:

hf = Э + Ф.

Теперь выразим f:
f = (Э + Ф)/h.

Подставим известные значения:
f = (9×10^-19 Дж + 4,2 В)/6,63×10^-34 Дж·с.

Для удобства, давайте приведем запирающее напряжение к Дж:
1 В = 1 Дж/Кл, поэтому 4,2 В = 4,2 Дж/Кл.

Теперь подставим значения:
f = (9×10^-19 Дж + 4,2 Дж/Кл)/6,63×10^-34 Дж·с.

Сократим подобные единицы (Дж):
f = (9×10^-19 Дж + 4,2×10^-19 Дж)/6,63×10^-34 Дж·с.

f = 13,2×10^-19 Дж/6,63×10^-34 Дж·с.

Выполним деление:
f = 2×10^15 Гц.

Ответ: Частота световой волны, падающей на фотоэлемент, составляет 2×10^15 Гц.