дано:
- длина волны λ = 0,1 мкм = 0,1 · 10^(-6) м
- работа выхода A = 10,1 · 10^(-19) Дж
найти: минимальная разность потенциалов U_min между анодом и катодом
решение:
1. Сначала найдем энергию фотона E, используя формулу:
E = h * c / λ, где h — постоянная Планка (h ≈ 6,63 · 10^(-34) Дж·с) и c — скорость света (c ≈ 3 · 10^8 м/с).
2. Рассчитаем энергию фотона E:
E = (6,63 · 10^(-34) Дж·с * 3 · 10^8 м/с) / (0,1 · 10^(-6) м).
3. Выполним вычисления:
E = (1,989 · 10^(-25) Дж·м) / (0,1 · 10^(-6) м)
E ≈ 1,989 · 10^(-19) Дж.
4. Теперь найдем максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов K_max:
K_max = E - A.
5. Подставим значения:
K_max = 1,989 · 10^(-19) Дж - 10,1 · 10^(-19) Дж
K_max ≈ -8,11 · 10^(-19) Дж.
6. Поскольку K_max < 0, это означает, что фотон не имеет достаточной энергии для выбивания электрона из платины, и ток в цепи будет отсутствовать, пока приложенная разность потенциалов не достигнет величины, равной работе выхода.
7. Минимальная разность потенциалов U_min определяется как:
U_min = A / e, где e = 1,6 · 10^(-19) Кл (заряд электрона).
8. Таким образом, подставляем значения:
U_min = 10,1 · 10^(-19) Дж / (1,6 · 10^(-19) Кл)
U_min ≈ 6,31 В.
ответ: минимальная разность потенциалов между анодом и катодом, при которой ток в цепи будет отсутствовать, составляет приблизительно 6,31 В.