дано:
- Электроёмкость конденсатора (C) = 8 нФ = 8 × 10^(-9) Ф.
- Частота излучения (f) = 10^(15) Гц.
- Работа выхода электронов для цезия (W) ≈ 3.6 эВ = 3.6 × 1.6 × 10^(-19) Дж ≈ 5.76 × 10^(-19) Дж.
найти:
Заряд конденсатора (Q) после прекращения фототока.
решение:
1. Сначала найдем энергию фотона, используя формулу:
E_photon = h * f,
где h ≈ 6.626 × 10^(-34) Дж·с.
2. Подставим значения:
E_photon = (6.626 × 10^(-34) Дж·с) * (10^(15) Гц)
≈ 6.626 × 10^(-19) Дж.
3. Теперь сравним энергию фотона с работой выхода электронов:
Если E_photon > W, то фототок будет идти, и электроны будут выбиваться из электрода.
4. В данном случае:
E_photon ≈ 6.626 × 10^(-19) Дж > 5.76 × 10^(-19) Дж => фототок будет идти.
5. Каждый фотон, выбивающий электрон, передает свою энергию, которая идет на зарядку конденсатора.
6. Количество выбитых электронов можно найти, разделив разницу между энергией фотона и работой выхода на заряд одного электрона:
N = (E_photon - W) / e,
где e = 1.6 × 10^(-19) Кл.
7. Подставим значения:
N = ((6.626 × 10^(-19) Дж) - (5.76 × 10^(-19) Дж)) / (1.6 × 10^(-19) Кл)
= (0.866 × 10^(-19) Дж) / (1.6 × 10^(-19) Кл)
≈ 0.54125.
8. Заряд, накопленный на конденсаторе, равен количеству выбитых электронов, умноженному на заряд одного электрона:
Q = N * e
= (0.54125) * (1.6 × 10^(-19) Кл)
≈ 8.66 × 10^(-20) Кл.
ответ:
Заряд конденсатора после прекращения фототока составит примерно 8.66 × 10^(-20) Кл.