Для решения этой задачи можно использовать уравнение фотоэффекта, которое описывает зависимость между энергией фотона, длиной волны света и разностью потенциалов на фотоэлементе.
Уравнение фотоэффекта:
eV = hc/λ
где:
e - заряд электрона (1,6 x 10^-19 Кл)
V - разность потенциалов на фотоэлементе (искомое значение)
h - постоянная Планка (6,63 x 10^-34 Дж·с)
c - скорость света (3 x 10^8 м/с)
λ - длина волны света (в метрах)
Для желтого света с длиной волны λ1 = 600 нм (600 x 10^-9 м) и разности потенциалов U1 = 1,2 В (1,2 Дж):
eU1 = hc/λ1
1,6 x 10^-19 Кл * 1,2 В = 6,63 x 10^-34 Дж·с * 3 x 10^8 м/с / (600 x 10^-9 м)
1,92 x 10^-19 Кл = 1,097 x 10^-25 Дж
V = (1,097 x 10^-25 Дж) / (1,6 x 10^-19 Кл)
V ≈ 0,685 В
Теперь мы можем использовать то же самое уравнение для фиолетового света с длиной волны λ2 = 400 нм (400 x 10^-9 м), чтобы найти разность потенциалов V2:
eV2 = hc/λ2
1,6 x 10^-19 Кл * V2 = 6,63 x 10^-34 Дж·с * 3 x 10^8 м/с / (400 x 10^-9 м)
1,6 x 10^-19 Кл * V2 = 1,097 x 10^-25 Дж
V2 = (1,097 x 10^-25 Дж) / (1,6 x 10^-19 Кл)
V2 ≈ 0,686 В
Таким образом, фотоэлемент зарядится до примерно 0,686 В при освещении фиолетовым светом с длиной волны 400 нм.