Дано:
- |Uз1| = 3,7 В
- |Uз2| = 6,0 В
- Aвых1 = 8,5 · 10^(-19) Дж (работа выхода электрона из платины)
Найти:
- Aвых2 (работу выхода электрона из нового катода)
Решение:
Сначала определим максимальную кинетическую энергию K.E. электрона для первого катода (платина). Она связана с задерживающим напряжением следующим образом:
K.E.1 = e * |Uз1|,
где e - заряд электрона (1,6 x 10^(-19) Кл).
Вычислим K.E.1 в джоулях:
K.E.1 = 1,6 x 10^(-19) Дж/В * 3,7 В
= 5,92 x 10^(-19) Дж.
Теперь, используя работу выхода Aвых1 и максимальную кинетическую энергию K.E.1, найдем полную энергию фотонов E1, падающих на платиновый катод:
E1 = Aвых1 + K.E.1.
Подставим значения:
E1 = 8,5 x 10^(-19) Дж + 5,92 x 10^(-19) Дж
= 14,42 x 10^(-19) Дж.
Теперь определим максимальную кинетическую энергию K.E. для второго катода, используя задерживающее напряжение |Uз2|:
K.E.2 = e * |Uз2|.
Вычислим K.E.2 в джоулях:
K.E.2 = 1,6 x 10^(-19) Дж/В * 6,0 В
= 9,6 x 10^(-19) Дж.
Теперь, чтобы найти работу выхода Aвых2 для нового катода, используем ту же полную энергию фотонов E1:
E2 = Aвых2 + K.E.2.
Приравняем полные энергии:
E1 = Aвых2 + K.E.2.
Из этого уравнения выразим работу выхода Aвых2:
Aвых2 = E1 - K.E.2.
Подставим значения:
Aвых2 = 14,42 x 10^(-19) Дж - 9,6 x 10^(-19) Дж
= 4,82 x 10^(-19) Дж.
Ответ:
Работа выхода электрона из нового катода Aвых2 ≈ 4,82 x 10^(-19) Дж.