Задерживающее напряжение в опыте по фотоэффекту увеличилось на 1,2 В вследствие изменения частоты падающего на металл света. Увеличилась или уменьшилась частота света? Насколько?
от

1 Ответ

дано:
- Изменение задерживающего напряжения (ΔU) = 1.2 В.
- Работа выхода электронов для данного металла (W) – не указана, но обозначим как W (в Дж).

найти:
Изменение частоты света (Δf) и направление изменения (увеличилась или уменьшилась частота).

решение:
1. Уравнение для фотоэффекта записывается следующим образом:
E_photon = W + K.E.,

где E_photon - энергия фотона, K.E. - максимальная кинетическая энергия выбитых электронов.

2. Кинетическая энергия электронов можно выразить через задерживающее напряжение:
K.E. = e * U,

где e - заряд электрона (приблизительно 1.6 × 10^(-19) Кл), а U - задерживающее напряжение.

3. Таким образом, мы можем записать:
E_photon = W + e * U.

4. При увеличении задерживающего напряжения на 1.2 В новое значение будет:
U_new = U + 1.2 В.

5. Теперь подставим в уравнение для новой энергии фотона:
E_photon_new = W + e * (U + 1.2).

6. Разница в энергии фотонов со старым значением:
ΔE_photon = E_photon_new - E_photon
            = (W + e * (U + 1.2)) - (W + e * U)
            = e * 1.2.

7. Теперь найдем изменение частоты. Энергия фотона также выражается через частоту:
E_photon = h * f,
где h - постоянная Планка (приблизительно 6.626 × 10^(-34) Дж·с), а f - частота.

8. Сравним старую и новую частоту:
h * f_new - h * f_old = e * 1.2,
где f_new = f_old + Δf.

9. Подставим и получим:
h * (f_old + Δf) - h * f_old = e * 1.2
h * Δf = e * 1.2.

10. Теперь выразим изменение частоты:
Δf = (e * 1.2) / h
     = (1.6 × 10^(-19) Кл * 1.2 В) / (6.626 × 10^(-34) Дж·с)
     ≈ 2.89 × 10^(14) Гц.

11. Так как увеличение задерживающего напряжения связано с увеличением энергии фотонов, следовательно, частота увеличилась.

ответ:
Частота света увеличилась на примерно 2.89 × 10^(14) Гц.
от