Question

Объяснить задачи. ответ есть, с вас решение. При освещении фотоэлемента светом сначала длиной волны 500 нм, а затем 400 нм, обнаружили, то запирающий потенциал изменился в два раза. Найти запирающий потенциал (в В округлив до целого числа) в первом случае.

ответ: 62 В

Работа выхода электронов из металла при фотоэффекте равна 1,6 эВ. Найдите красную границу 

ответ 7,76 нм

​

Answer 1

Запирающий потенциал обозначим за $\varphi$. Если напряжение (разность потенциалов) больше $\varphi$ (по модулю), то кинетической энергии фотоэлектронов не хватает для того, чтобы долететь от одной обкладки до другой, и фототок прекращается. Значит, запирающий потенциал удовлетворяет уравнению: $\Delta E=e\varphi$; Действительно, изменение кинетической энергии фотоэлектронов (в предельном случае — а это наш случай — фотоэлектроны долетают до обкладки, полностью остановившись, то есть изменение кин. энергии равно начальному ее значению) равно работе внешних сил — работе электрических сил.

$E_{\max}=\Delta E$; Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu_1=A+E_{\max}=A+\Delta E=A+e\varphi_1$, во втором случае: $h\nu_{2}=A+2e\varphi_1$. Вычтем одно из другого: $h(\nu_2-\nu_1)=e\varphi_1$, откуда $\varphi_1=\frac{h(\nu_2-\nu_1)}{e}=\frac{hc(\frac{1}{\lambda_2}-\frac{1}{\lambda_1}) }{e}\approx 0,62\; \textbf{V}$.

Красная граница соответствует случаю, когда электрон преодолевает силы притяжения (совершил работы выхода), но имеет нулевую скорость.

$h\nu=A\Leftrightarrow \frac{c}{\lambda}=\frac{A}{h}\Leftrightarrow \lambda=\frac{ch}{A}\approx 773\;\textbf{nm}$