№1.
По уравнению Эйнштейна , где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с),
- работа выхода (Дж),
- максимальная энергия излучения (Дж). Из данной формулы выражаем находимую кинетическую энергию:
. В системе СИ: 4,4 эВ = 4,4*1,1*10⁻¹⁹ Дж = 7,04*10⁻¹⁹ Дж. Подставляем численные данные и вычисляем:
(Дж)
ответ: Кинетическая энергия равна 390,16*10⁻¹⁹ Джоуль.
№2.
По формуле фотоэффекта (из закона сохранения энергии) , где m - масса частицы (кг),
- скорость частицы (м/с), e - заряд электрона (e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл), U₃ - запирающие напряжение т.е. напряжение при котором ток полностью прекращается (В). Выражение:
есть кинетическая энергия т.е.
. В задаче №1 если взглянуть есть формула полученная в ходе преобразования (кинетической энергии) ⇒
. Тогда кинетическую энергию расписываем как:
. Отсюда выражаем находимое напряжение:
.
Работой выхода называют красной границей фотоэффекта, при котором имеется предельно низкая частота или максимальная длина волны
⇒ определяем по формуле:
. Данную формулу подставляяем в формлу определения запирающего напряжения:
. Частоту (V) расписываем как
тогда ⇒
. В системе СИ:
6,2*10⁻⁵ см = 6,2*10⁻⁸ м; 330 нм = 33*10⁻⁸ м. Подставляем численные данные и вычисляем:
№3.
Фототок насыщения, это явление возникающее при исчерпывании ресурса свободных зарядов. То есть, имея фотоны с энергией выше красной границы, мы можем получать фотоэлектроны в количестве 1 к 1-му, повышая поток фотонов, до тех пор, пока электроны готовые выйти не исчерпаются. Дальнейшее повышение потока фотонов (мощности излучения), не приведёт к росту потока электронов (фототока). Остальное просто:
n - число фотонов за время t то есть поток фотонов и он численно равен потоку фотоэлектронов
умножая на заряд e обе части, в левой получим ток:
и переходя к заданным величинам:
В системе СИ: 0,36 мкм = 0,36*10⁻⁶ м; 5 мкВт = 5*10⁻⁶ Вт. Подставляем численные данные и вычисляем:
Надо знать плотность водорода и воздуха.
Допустим плотность водорода 0,0000899 г/куб.см = 0.0899 кг/куб.м.,
а воздуха - 1,2929 кг/куб.м.
Вес водорода в шаре P1 = 10 куб.м. * 0.0899 кг/куб.м. = 0.899 кг
То есть полный вес шара 0.899 + 0.6 кг = 1.499 кг
Вес вытесненного шаром воздуха P2 = 10*1,2929 = 12.2929 кг
Чтобы шар не падал, его вес должен быть равен весу вытесненного воздуха.
Если шар будет легче, то он будет взлетать. Разница в весе вытесненного воздуха и весе шара есть вес аппаратуры, которую на него можно прицепить:
12.2929 - 1.499 = 10.7939 кг
η =
P - мощность ( 5 кВт = 5000 Вт )
t - время ( 1 ч = 60 мин = 3600 с )
q - удельная теплота сгорания ( для бензина 44000000 Дж/кг )
m - масса ( 2 кг )
η =