Дано:
C = 8 нФ = 8 * 10^-9 Ф - емкость конденсатора
ν = 10^15 Гц - частота света
e = 1,6 * 10^-19 Кл - заряд электрона
h = 6,63 * 10^-34 Дж*с - постоянная Планка
A = 1,9 * 10^-19 Дж - работа выхода для цезия
Найти:
q - заряд конденсатора
Решение:
Найдем энергию фотона: E = hν = 6,63 * 10^-34 Дж*с * 10^15 Гц = 6,63 * 10^-19 Дж
Проверим, происходит ли фотоэффект: E > A, т.е. энергия фотона больше работы выхода, следовательно, фотоэффект происходит.
Определим максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов: Ek = E - A = 6,63 * 10^-19 Дж - 1,9 * 10^-19 Дж = 4,73 * 10^-19 Дж
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна работе, которую совершает электрическое поле конденсатора, т.е.: Ek = qU где U - напряжение на конденсаторе.
Известно, что U = q/C. Подставим это выражение в предыдущее уравнение: Ek = q^2 / C q^2 = Ek * C = 4,73 * 10^-19 Дж * 8 * 10^-9 Ф = 3,784 * 10^-27 Кл^2 q = √(3,784 * 10^-27 Кл^2) ≈ 1,945 * 10^-13 Кл
Ответ:
Заряд конденсатора, когда фототок прекратится, будет равен приблизительно 1,945 * 10^-13 Кл.