Question

Красной границе фотоэффекта для никеля соответствует длина волны, равная 248 нм. Найти длину световой волны, при которой величина
задерживающего напряжения равна 1,2 В.

Answer 1

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать формулу энергии фотона:

E = hc/λ ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.63 × 10^-34 Дж·с), c - скорость света (3 × 10^8 м/с), λ - длина волны.

Также мы будем использовать формулу для связи энергии фотона с задерживающим напряжением:

E = eV,

где e - заряд электрона (1.6 × 10^-19 Кл), V - задерживающее напряжение.

Мы можем приравнять эти два уравнения и решить их относительно λ:

hc/λ = eV.

Для начала, нам необходимо найти энергию фотона с длиной волны 248 нм. Подставляя значение в формулу, получаем:

E = (6.63 × 10^-34 Дж·с)(3 × 10^8 м/с) / (248 × 10^-9 м)

Вычисляя это выражение, получаем E ≈ 8.43 × 10^-19 Дж.

Затем мы можем использовать это значение энергии фотона, чтобы найти задерживающее напряжение. Подставляя значения в формулу, получаем:

(8.43 × 10^-19 Дж) = (1.6 × 10^-19 Кл)(V).

Решая это выражение относительно V, получаем:

V = (8.43 × 10^-19 Дж) / (1.6 × 10^-19 Кл).

Вычисляя эту дробь, получаем V ≈ 5.27 В.

Таким образом, для длины световой волны, при которой задерживающее напряжение равно 1.2 В, имеем:

(6.63 × 10^-34 Дж·с)(3 × 10^8 м/с) / λ = (1.6 × 10^-19 Кл)(1.2 В).

Теперь осталось решить это уравнение относительно λ. Для этого можно

- умножить оба части уравнения на λ,
- разделить обе части на (1.6 × 10^-19 Кл)(1.2 В) и
- выразить λ.

Решение этого уравнения даст нам длину световой волны, при которой величина задерживающего напряжения равна 1.2 В.