1) Дано:
E_k = 6*10^-20 Дж
\Phi = 6*10^-19 Дж
h = 6,626*10^-34 Дж*с
e = 1,6*10^-19 Кл
m = 9*10^-31 кг
а) Найти длину волны света, вызвавшего фотоэффект:
Используем формулу для кинетической энергии фотоэлектрона:
E_k = h*f - \Phi
где f - частота света, \Phi - работа выхода электрона.
Так как E_k = 0 (когда фотоэлектроны имеют максимальную кинетическую энергию), то уравнение примет вид:
h*f = \Phi
f = \Phi / h
f = 6*10^-19 / 6,626*10^-34 = 9,04*10^14 Гц
Теперь найдем длину волны света:
\lambda = c / f
\lambda = 3*10^8 / 9,04*10^14 = 3,32*10^-7 м
Ответ: длина волны света, вызвавшего фотоэффект, равна 3,32*10^-7 м.
2) Найти красную границу фотоэффекта:
Используем формулу:
f = \Phi / h
f = 6*10^-19 / 6,626*10^-34 = 9,04*10^14 Гц
Ответ: красная граница фотоэффекта равна 9,04*10^14 Гц.
3) Найти запирающее напряжение:
По формуле запирающее напряжение связано с работой выхода как:
V = \Phi / e
V = 6*10^-19 / 1,6*10^-19 = 3,75 В
Ответ: запирающее напряжение равно 3,75 В.
4) Найти скорость фотоэлектрона:
Используем формулу энергии фотоэлектрона:
E = 1/2 * m * v^2 = eV
где v - скорость фотоэлектрона.
Тогда:
v = sqrt(2 * eV / m) = sqrt(2 * 1,6*10^-19 * 3,75 / 9*10^-31)
v = sqrt(12*10^-19 / 9*10^-31)
v = sqrt(1,33*10^12) = 1,15*10^6 м/с
Ответ: скорость фотоэлектрона равна 1,15*10^6 м/с.