№1.
По уравнению Эйнштейна
, где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с),
- работа выхода (Дж),
- максимальная энергия излучения (Дж). Из данной формулы выражаем находимую кинетическую энергию:
. В системе СИ: 4,4 эВ = 4,4*1,1*10⁻¹⁹ Дж = 7,04*10⁻¹⁹ Дж. Подставляем численные данные и вычисляем:
(Дж)
Ответ: Кинетическая энергия равна 390,16*10⁻¹⁹ Джоуль.
№2.
По формуле фотоэффекта (из закона сохранения энергии)
, где m - масса частицы (кг),
- скорость частицы (м/с), e - заряд электрона (e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл), U₃ - запирающие напряжение т.е. напряжение при котором ток полностью прекращается (В). Выражение:
<var>есть кинетическая энергия т.е.
<var>. В задаче №1 если взглянуть есть формула полученная в ходе преобразования (кинетической энергии) ⇒</var></var>
. Тогда кинетическую энергию расписываем как:
. Отсюда выражаем находимое напряжение:
.
Работой выхода называют красной границей фотоэффекта, при котором имеется предельно низкая частота
или максимальная длина волны
⇒ определяем по формуле:
<var>. Данную формулу подставляяем в формлу определения запирающего напряжения: </var>
. Частоту (V) расписываем как
тогда ⇒
. В системе СИ:
6,2*10⁻⁵ см = 6,2*10⁻⁸ м; 330 нм = 33*10⁻⁸ м. Подставляем численные данные и вычисляем: ![U=\frac{\frac{6,62*10^{-34}*3*10^8}{33*10^{-8}}-\frac{6,62*10^{-34}*3*10^8}{6,2*10^{-8}}}{1,6*10^{-19}}\approx-16,3(B).](https://tex.z-dn.net/?f=U%3D%5Cfrac%7B%5Cfrac%7B6%2C62%2A10%5E%7B-34%7D%2A3%2A10%5E8%7D%7B33%2A10%5E%7B-8%7D%7D-%5Cfrac%7B6%2C62%2A10%5E%7B-34%7D%2A3%2A10%5E8%7D%7B6%2C2%2A10%5E%7B-8%7D%7D%7D%7B1%2C6%2A10%5E%7B-19%7D%7D%5Capprox-16%2C3%28B%29.)
№3.
<span>Фототок насыщения, это явление возникающее при исчерпывании ресурса свободных зарядов. То есть, имея фотоны с энергией выше красной границы, мы можем получать фотоэлектроны в количестве 1 к 1-му, повышая поток фотонов, до тех пор, пока электроны готовые выйти не исчерпаются. Дальнейшее повышение потока фотонов (мощности излучения), не приведёт к росту потока электронов (фототока). Остальное просто:</span>
![N_p=е*N](https://tex.z-dn.net/?f=N_p%3D%D0%B5%2AN)
![A=N_p*t=n*h*V](https://tex.z-dn.net/?f=A%3DN_p%2At%3Dn%2Ah%2AV)
<span>n - число фотонов за время t то есть поток фотонов и он численно равен потоку фотоэлектронов</span>
![\frac{n}{t}=\frac{N_p}{h*V}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cfrac%7Bn%7D%7Bt%7D%3D%5Cfrac%7BN_p%7D%7Bh%2AV%7D)
<span>умножая на заряд e обе части, в левой получим ток:</span>
![I=\frac{e*N_p}{h*V}](https://tex.z-dn.net/?f=I%3D%5Cfrac%7Be%2AN_p%7D%7Bh%2AV%7D)
<span>и переходя к заданным величинам:</span>
![I=е*\frac{e*Y*N}{h*c}](https://tex.z-dn.net/?f=I%3D%D0%B5%2A%5Cfrac%7Be%2AY%2AN%7D%7Bh%2Ac%7D)
В системе СИ: 0,36 мкм = 0,36*10⁻⁶ м; 5 мкВт = 5*10⁻⁶ Вт. Подставляем численные данные и вычисляем: ![I=\frac{0,05*1,6*10^{-19}*0,36*10^{-6}*5*10^{-6}}{6,62*10^{-34}*3*10^8}\approx57,4*10^{-9}(A) = 57,4(mkA).](https://tex.z-dn.net/?f=I%3D%5Cfrac%7B0%2C05%2A1%2C6%2A10%5E%7B-19%7D%2A0%2C36%2A10%5E%7B-6%7D%2A5%2A10%5E%7B-6%7D%7D%7B6%2C62%2A10%5E%7B-34%7D%2A3%2A10%5E8%7D%5Capprox57%2C4%2A10%5E%7B-9%7D%28A%29+%3D+57%2C4%28mkA%29.)