Дано: λ = 180 нм = 180 * 10^-9 м, Φ = 4 эВ = 4 * 1.6 * 10^-19 Дж
Найти: максимальный потенциал шарика
Решение:
По формуле Фотоэффекта E = Φ + Kин, где E - энергия фотона, Φ - работа выхода, Kин - кинетическая энергия электрона.
Энергия фотона связана с длиной волны следующим образом: E = hc/λ, где h - постоянная Планка, c - скорость света.
Тогда Kин = E - Φ = hc/λ - Φ
Максимальный кинетический потенциал электрона достигается, когда вся энергия фотона переходит в кинетическую энергию электрона, т.е. когда Kин = qU, где q - заряд электрона, U - потенциал.
Тогда qU = hc/λ - Φ
U = (hc/λ - Φ) / q
Подставляя известные значения и константы, получаем:
U = (6.63 * 10^-34 * 3 * 10^8 / (180 * 10^-9) - 4 * 1.6 * 10^-19) / 1.6 * 10^-19
U = (1.99 * 10^-25 - 4 * 1.6) / 1.6
U = (1.99 * 10^-25 - 6.4) / 1.6
U = (1.99 * 10^-25 - 6.4 * 10^-19) / 1.6
U = 1.98375 * 10^6 V
Ответ: максимальный потенциал шарика составляет 1.98375 * 10^6 В.