Дано: энергия фотона Ef1 = 4 эВ, работа выхода φ = 2 эВ, энергия фотона после увеличения Ef2 = 6 эВ
Найти: изменение кинетической энергии электрона ΔEk и задерживающего напряжения U0
Решение:
Из закона сохранения энергии следует, что энергия фотона должна быть больше или равна работе выхода, чтобы вызвать фотоэффект, то есть Ef1 ≥ φ. В данном случае это выполняется, так как 4 эВ ≥ 2 эВ.
Кинетическая энергия электрона может быть найдена по формуле:
Ek = Ef - φ
Для исходного фотона:
Ek1 = Ef1 - φ = 4 эВ - 2 эВ = 2 эВ
При увеличении энергии фотона до 6 эВ:
Ek2 = Ef2 - φ = 6 эВ - 2 эВ = 4 эВ
Кинетическая энергия вылетевшего электрона увеличится на ΔEk = Ek2 - Ek1 = 2 эВ.
Задерживающее напряжение связано с кинетической энергией электрона следующей формулой:
Ek = eU0
где e - элементарный заряд.
Для исходного фотона:
U01 = Ek1 / e = 2 эВ / (1,6 * 10^-19 Кл) ≈ 1,25 В
При увеличении энергии фотона до 6 эВ:
U02 = Ek2 / e = 4 эВ / (1,6 * 10^-19 Кл) ≈ 2,5 В
Задерживающее напряжение увеличится на ΔU0 = U02 - U01 ≈ 1,25 В.
Ответ:
Изменение кинетической энергии электрона ΔEk - увеличится (Ответ 1).
Изменение задерживающего напряжения ΔU0 - увеличится (Ответ 1).