Question

До какого максимального потенциала зарядится цинковая пластина, если она будет облучаться монохроматическим светом с длиной волны 3,24 * 10^-7 м? работа выхода электрона из цинка 5,98 * 10^-19 дж. заряд электрона: 1,6 * 10^-19 кл.

Answer 1

Какого размера эта пластина?

Answer 2

Добрый день! Давайте решим эту задачу вместе.

Для начала, нужно использовать формулу Фотоэффекта:

Э = Ф + КЭ,

где Э - энергия фотона света, Ф - работа выхода электрона из вещества (в нашем случае из цинка), КЭ - кинетическая энергия фотоэлектрона.

Для нахождения энергии фотона света, воспользуемся формулой:

Э = h * f,

где h - постоянная Планка, f - частота света.

Зная, что скорость света равна 3 * 10^8 м/с, а частота связана с длиной волны формулой:

f = c / λ,

разрешите мне учащегося посчитать?

(Ученик подтверждает)

Отлично! тогда поехали дальше.

Таким образом, мы можем записать:

h * f = Ф + КЭ.

Заменим f на c / λ, получим:

h * c / λ = Ф + КЭ.

Теперь можем решить это уравнение относительно КЭ:

КЭ = h * c / λ - Ф,

где КЭ - кинетическая энергия фотоэлектрона.

Давайте подставим известные значения:

h = 6,63 * 10^-34 Дж * с, (постоянная Планка)
c = 3 * 10^8 м/с, (скорость света)
λ = 3,24 * 10^-7 м, (длина волны света)
Ф = 5,98 * 10^-19 Дж. (работа выхода электрона из цинка)

Теперь мы можем вычислить КЭ:

КЭ = (6,63 * 10^-34 Дж * с) * (3 * 10^8 м/с) / (3,24 * 10^-7 м) - 5,98 * 10^-19 Дж.

По порядку умножаем и делим числа, чтобы не потерять точность:

КЭ = (6,63 * 3) * (10^-34 * 10^8) / (3,24 * 10^-7) - 5,98 * 10^-19 Дж.

КЭ = 19,89 * 10^-26 Дж * с / (3,24 * 10^-7) - 5,98 * 10^-19 Дж.

Теперь можно выполнить деление:

КЭ = 6,1358 * 10^-19 Дж - 5,98 * 10^-19 Дж.

КЭ = 0,1558 * 10^-19 Дж.

Мы нашли значение кинетической энергии фотоэлектрона, но в задаче спрашивают о максимальном потенциале зарядки цинковой пластины.

Максимальный потенциал зарядки связан с кинетической энергией вот такой формулой:

Vмакс = (2 * КЭ) / q,

где Vмакс - максимальный потенциал, q - заряд электрона.

Подставляем значения:

Vмакс = (2 * 0,1558 * 10^-19 Дж) / (1,6 * 10^-19 Кл).

Вычисляем:

Vмакс = 0,3116 / 1,6 В.

Vмакс = 0,19475 В.

Таким образом, максимальный потенциал зарядки цинковой пластины при облучении ее монохроматическим светом с длиной волны 3,24 * 10^-7 м составляет приблизительно 0,19475 В.

Пожалуйста, если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!