Фотоэффект

Question

Цинковый шарик радиусом $R = 1$ см расположен в вакууме вдали от других тел и заряжен до потенциала $\varphi_0 = -0{,}5$ В (полагая на бесконечности $\varphi = 0$). Шарик осветили монохроматическим ультрафиолетовым светом с длиной волны $\lambda = 290$ нм. С какой максимальной скоростью $v_1$ вылетают фотоэлектроны из шарика? Какую максимальную скорость $v_2$ будут иметь на большом расстоянии от шарика фотоэлектроны, вылетевшие из него в начале опыта? Найдите потенциал $\varphi_1$ шарика после продолжительного облучения. Какое число $N$ фотоэлектронов покинет шарик при продолжительном облучении ультрафиолетом? Красная граница фотоэффекта для цинка $\lambda_0 = 332$ нм. Скорость света $c = 3{,}0\cdot10^8$ м/с. Постоянная Планка $h = 6{,}63\cdot10^{-34}$ Дж$\cdot$с. Электрическая постоянная $\varepsilon_0 = 8{,}85\cdot10^{-12}$ Ф/м. Заряд электрона $e = -1{,}6\cdot10^{-19}$ Кл. Масса электрона $m = 9{,}1\cdot10^{-31}$ кг.

Accepted Answer

$v_1 = \sqrt{\dfrac{2E_{k\max}}{m}} = \sqrt{\dfrac{2hc}{m}\left(\dfrac1\lambda - \dfrac1{\lambda_0}\right)} \approx 4{,}37\cdot10^5$ м/с; $v_2 = \sqrt{\dfrac{2E_{k\max} + e\varphi_0}{m}} = 6{,}05\cdot10^5$ м/с; $\varphi_1 = -\dfrac{E_{k\max}}{e} = 0{,}54$ В; $N = \dfrac{4\pi\varepsilon_0}{-e}R(\varphi_1 - \varphi_0) \approx 7{,}2\cdot10^6$.

Фотоэффект

Похожие задачи