Какое максимальное количество электронов может потерять металлический шар радиусом 2 мм во время облучения его светом с длинной волны 200 нм вследствие фотоэффекта? Красная граница фотоэффекта для материала, из которого выполнен шар, составляет 250 нм.
Если можно, с объяснением, пожалуйста.
Заранее спасибо.
Естественные науки
Физика 11 класс
Суть задачи проста.
Энергия электрона (вылетающего с поверхности шара) = (энергия кванта света) - (работа выхода электрона из металла)
Если электроны покидают шар - последний приобретает положительный заряд. Возникает электростатическое поле, препятствующее вылету электронов. Это поле становится все больше и больше, в конце концов энергии у вылетевшего электрона начинает не хватать, чтобы преодолеть его и улететь в бесконечность от шара.
Энергия фотона
h(ню) - пост. Планка на частоту
(ню) = 1/Т = с/(лямда) - скорость света на длину волны
отсюда энергия фотона = hc/(лямда)
Работа выхода = энергия фотона с длиной волны на красной границе 250 нм
Итак энергия вылетевшего электрона
Е = hc [ 1/(лямда) - 1/(красн. гран) ]
Далее.
По определению - потенциал в некоторой точке поля - это работа по перемещению положительного единичного заряда из бесконечности в данную точку
Отсюда, чтобы переместить электрон от шара в бесконечность надо вычислить потенциал шара (фи) когда на нем накоплен заряд Q.
(фи) = kQ/r
k=1/(4 Пи Эпсилон0) в СИ
k=1 в СГСЭ
Q = Ne - заряд шара, когда его покинуло N электронов, е - заряд электрона
Работа по перемещению электрона от шара в бесконечность
А = e (фи) = kеQ/r = kNe^2/r
Далее приравняем ее к энергии фотоэлектрона и найдем N
kNe^2/r= hc [ 1/(лямда) - 1/(красн. гран) ]
Энергия электрона (вылетающего с поверхности шара) = (энергия кванта света) - (работа выхода электрона из металла)
Если электроны покидают шар - последний приобретает положительный заряд. Возникает электростатическое поле, препятствующее вылету электронов. Это поле становится все больше и больше, в конце концов энергии у вылетевшего электрона начинает не хватать, чтобы преодолеть его и улететь в бесконечность от шара.
Энергия фотона
h(ню) - пост. Планка на частоту
(ню) = 1/Т = с/(лямда) - скорость света на длину волны
отсюда энергия фотона = hc/(лямда)
Работа выхода = энергия фотона с длиной волны на красной границе 250 нм
Итак энергия вылетевшего электрона
Е = hc [ 1/(лямда) - 1/(красн. гран) ]
Далее.
По определению - потенциал в некоторой точке поля - это работа по перемещению положительного единичного заряда из бесконечности в данную точку
Отсюда, чтобы переместить электрон от шара в бесконечность надо вычислить потенциал шара (фи) когда на нем накоплен заряд Q.
(фи) = kQ/r
k=1/(4 Пи Эпсилон0) в СИ
k=1 в СГСЭ
Q = Ne - заряд шара, когда его покинуло N электронов, е - заряд электрона
Работа по перемещению электрона от шара в бесконечность
А = e (фи) = kеQ/r = kNe^2/r
Далее приравняем ее к энергии фотоэлектрона и найдем N
kNe^2/r= hc [ 1/(лямда) - 1/(красн. гран) ]
Усо Цск Ввс
Блин, и правда просто! Спасибо огромное!
А может быть, что электроны будут вылетать из шарика до тех пор, пока накопившийся на нем положительный заряд не начнет отрывать от него кусочки металла? Как это происходит, например, с кусочком полония-210?
Усо Цск Ввс
нет. при постоянной силе света вылетит определенное количество электронов. Вопрос в том, какое?
Похожие вопросы
- Вопросы по физике. У меня сложилось грандиозное непонимание физики (11 класс)
- Решите пожалуйста задачу по физике (11 класс).
- Физика 11 класс, олимпиада, предположительно задача с ошибкой.
- Физика! Прошу вас помогите! Вопрос жизни и смерти! Все кто хоть не много разбераеться в физике. 7 класс!!!!
- Помогите пожалуйста с дополнительным материалом по физике 9 класс!! ! Как образуются раскаты грома (продолжение внутри)
- "Электрические явления" (физика - 8 класс)
- Физика 10 класс, закон архимеда, подскажите!!!!)
- В рекламе средства от насморка цитируют закон физики: ЖИДКОСТЬ ВСЕГДА ДВИЖЕТСЯ ТУДА ГДЕ БОЛЬШЕ СОЛЕЙ, ФИЗИКА 7 КЛАСС"
- Физика 6 класс. Чем собственно масса отличается от плотности? почему одно и тоже явление разбили на два понятия? если
- Учусь в 11 классе, решила сдавать географию и английский язык. Какую профессию выбрать?