Задача 1. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 0,5 мкм

Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 0,5 мкм. При какой частоте света оторвавшиеся с его поверхности электроны полностью задерживаются обратным потенциалом в 3В? Заряд электрона принять равным Кл; постоянная Планка Дж с; скорость света м/с

Решение.

Основным расчетным соотношением для решения задачи служит выражение закона сохранения энергии. Действительно, чтобы задержать вылетающие электроны, необходимо приложить задерживающее электрическое поле, причем вылет электронов прекратиться, очевидно, когда потенциальная энергия электрона в задерживающем поле, равная Е , станет равной его кинетической энергии Е , поэтому = . Кинетическая энергия электрона входит в выражение закона сохранения энергии для явления фотоэффекта, где этот закон записывается в виде формулы Эйнштейна: , в этом уравнении - энергия фотона, А- работа выхода электрона из металла. Из двух вышеприведенных уравнений имеем:

= , откуда . Неизвестна работа выхода электрона из металла, которую можно найти из следующих рассуждений: явление фотоэффекта наблюдается только при облучении металла с частотой, не меньшей частоты красной границы фотоэффекта . Воспользуемся заданной в условии задачи красной границей фотоэффекта; учитывая, что частота связана с длиной волны соотношением , где с - скорость света, и полагая, что красная граница фотоэффекта соответствует энергии фотонов, при которых скорость вырываемых с металла электронов равна нулю, получим из уравнения: . Тогда: .

Ответ: