Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

58
металла, полностью задерживается, когда разность потенциалов тормозящего
электрического поля достигает U
з
=1 В. Определить работу выхода A
вых
и
красную границу фотоэффекта ν
кр
.
Дано:
λ =0,413 мкм=4,13⋅10
-7
м, U
з
=1 В.
Найти:
A
вых
–?
ν
кр
–?
Решение
Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: ε = hc/λ = А
вых
+ Е
кин
. Выражение
для задерживающего напряжения определяется из условия: работа
электростатического поля по торможению электронов A= eU
з
равна начальной
кинетической энергии вылетающих из вещества фотоэлектронов
зкин
eUЕ = .
Отсюда hc/λ = А
вых
+ eU
з
⇒ А
вых
= hc/λ - eU
з
. Подставив числовые
значения, получим:
А
вых
= =⋅⋅−
⋅
⋅⋅⋅
−
−
−
11061
104130
10310626
19
6
834
,
,
,
3,2⋅10
-19
Дж.
Из определения красной границы фотоэффекта и уравнения Эйнштейна
следует, что hν
кр
= А
вых .
Отсюда ν
кр
= А
вых
/ h .
Подставив числовые значения, получаем результат:
ν
кр
= =
⋅
⋅
−
−
34
19
10626
1023
,
,
4,8⋅10
14
Гц.
Ответ: А
вых
= 3,2⋅10
-19
Дж; ν
кр
= 4,8⋅10
14
Гц.
Пример 1.5
Пучок монохроматического света, с длиной волны λ =662 нм падает
нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток энергии Ф = 0,6 Вт.
Определить силу давления F, испытываемую этой поверхностью, а также число
фотонов N, падающих на неё за 5 с.
Дано:
λ =662 нм =6,62⋅10
-7
м, Ф = 0,6 Вт, t = 5 с.
Найти:
F –?
N –?
Решение
По определению, сила давления на плоскую поверхность есть
произведение давления Р на величину поверхности S:
PS
F
=
. Давление света
определяется формулой
( )
ρ+= 1
c
I
P ,
где I - интенсивность света; ρ - коэффициент отражения; с- скорость света в
вакууме. Так как поверхность зеркальная, то коэффициент отражения ρ = 1.
Следовательно, 
металла, полностью задерживается, когда разность потенциалов тормозящего
электрического поля достигает Uз=1 В. Определить работу выхода Aвых и
красную границу фотоэффекта νкр.
    Дано: λ =0,413 мкм=4,13⋅10-7 м, Uз=1 В.
    Найти: Aвых –? νкр –?

    Решение
    Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: ε = hc/λ = Авых + Екин . Выражение
для задерживающего напряжения определяется из условия: работа
электростатического поля по торможению электронов A= eUз равна начальной
кинетической энергии вылетающих из вещества фотоэлектронов Екин = eU з .
    Отсюда     hc/λ = Авых + eUз ⇒ Авых= hc/λ - eU з. Подставив числовые
значения, получим:
                       6 ,62 ⋅10 −34 ⋅ 3 ⋅10 8
              Авых =                    −6
                                                 − 1,6 ⋅10 −19 ⋅1 = 3,2⋅10-19 Дж.
                           0 ,413 ⋅10
    Из определения красной границы фотоэффекта и уравнения Эйнштейна
следует, что hνкр = Авых . Отсюда νкр= Авых / h .
    Подставив числовые значения, получаем результат:
                                 3,2 ⋅10 −19
                           νкр=           −34
                                              = 4,8⋅1014 Гц.
                                6 ,62 ⋅10
Ответ: Авых = 3,2⋅10 Дж; νкр = 4,8⋅1014 Гц.
                    -19




    Пример 1.5
    Пучок монохроматического света, с длиной волны λ =662 нм падает
нормально на зеркальную плоскую поверхность. Поток энергии Ф = 0,6 Вт.
Определить силу давления F, испытываемую этой поверхностью, а также число
фотонов N, падающих на неё за 5 с.
    Дано: λ =662 нм =6,62⋅10-7 м, Ф = 0,6 Вт, t = 5 с.
    Найти: F –? N –?

    Решение
    По определению, сила давления на плоскую поверхность есть
произведение давления Р на величину поверхности S: F = PS . Давление света
определяется формулой
                                P = (1 + ρ ) ,
                                   I
                                   c
где I - интенсивность света; ρ - коэффициент отражения; с- скорость света в
вакууме. Так как поверхность зеркальная, то коэффициент отражения ρ = 1.
Следовательно,

                                                 58

Страницы