Дано:
- Частота красной границы фотоэффекта ν_0 = 3 * 10^14 Гц.
- Частота падающего излучения ν = 6 * 10^14 Гц.
Найти:
Задерживающее напряжение U_0.
Решение:
1. Сначала найдем работу выхода W для катода с помощью связи между частотой и работой выхода:
W = h * ν_0,
где h - постоянная Планка, h ≈ 6,63 * 10^-34 Дж·с.
Подставляем значения:
W = (6,63 * 10^-34 Дж·с) * (3 * 10^14 Гц)
= 1,989 * 10^-19 Дж.
2. Теперь найдем энергию E фотонов падающего излучения:
E = h * ν.
Подставляем значения:
E = (6,63 * 10^-34 Дж·с) * (6 * 10^14 Гц)
= 3,978 * 10^-19 Дж.
3. Теперь можем найти максимальную кинетическую энергию K_max фотоэлектронов:
K_max = E - W.
Подставляем значения:
K_max = (3,978 * 10^-19 Дж) - (1,989 * 10^-19 Дж)
= 1,989 * 10^-19 Дж.
4. Задерживающее напряжение U_0 можно определить через максимальную кинетическую энергию:
U_0 = K_max / e,
где e - заряд электрона (примерно 1,6 * 10^-19 Кл).
Подставляем значения:
U_0 = (1,989 * 10^-19 Дж) / (1,6 * 10^-19 Кл)
= 1,24375 В.
Округляя, получаем:
U_0 ≈ 1,24 В.
Ответ:
Задерживающее напряжение для фотоэлектронов составляет примерно 1,24 В.