Объяснение:
Дано:
λ₁ = 300 нм = 300·10⁻⁹ м
ν₁
ν₂ = 2,5·ν₁
U₁
U₂ = 3·U₁
νкр - ?
Запирающее напряжение связано с кинетической энергией фотоэлектрона формулой:
e·U₃ = m·V²/2
Красная граница фотоэффекта связана с работой выхода формулой:
νкр = Aвых / h
Отсюда работа выхода:
Aвых = h·νкр
Для удобства вычисление найдем частоты:
ν₁ = c / λ₁ = 3·10⁸ / (300·10⁻⁹) = 1·10¹⁵ Гц
ν₂ = 2,5·ν₁ = 2,5·10¹⁵ Гц
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
h·ν₁ = h·νкр + e·U₁ (1)
h·ν₂ = h·νкр + 3·e·U₁ (2)
Вычтем из второго уравнения первое:
h·(ν₂ - ν₁) = 2·e·U₁
Отсюда:
U₁ = h·(ν₂ - ν₁) / (2·e) = 6,63·10⁻³⁴·1,5·10¹⁵ / (2·1,6·10⁻¹⁹) ≈ 3,1 В
И теперь, из уравнения (1):
h·νкр = h·ν₁ - e·U₁
Разделим на h:
νкр = ν₁ - e·U₁/ h
νкр = 1·10¹⁵ - 1,6·10⁻¹⁹·3,1 / (6,63·10⁻³⁴) ≈ 0,25·10¹⁵ Гц
Е=mgh
E=15×4×9.8=588 Дж