Для решения задачи, воспользуемся уравнением для фотоэффекта:
- Определим частоту красной границы фотоэффекта (\( \nu_{к} \)):
\[ \nu_{к} = \frac{c}{\lambda_{кр}} \]
где \( c = 3 \times 10^8 \, \text{м/с} \) — скорость света, \( \lambda_{кр} = 653 \, \text{нм} = 653 \times 10^{-9} \, \text{м} \).
\[ \nu_{к} = \frac{3 \times 10^8}{653 \times 10^{-9}} \]
- Определим работу выхода (\( A \)):
Работа выхода связана с частотой красной границы через:
\[ A = h \nu_{к} \]
где \( h = 6{,}6 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \).
- Определим кинетическую энергию фотоэлектронов (\( E_{k} \)):
Кинетическая энергия фотоэлектронов:
\[ E_{k} = h \nu - A \]
где \( \nu = 8 \times 10^{14} \, \text{Гц} \).
- Определим задерживающее напряжение (\( V \)):
Кинетическая энергия электрона выражается как \( E_{k} = eV \), где \( e = 1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \).
Отсюда:
\[ V = \frac{E_{k}}{e} = \frac{h \nu - A}{e} \]
Теперь подставим и вычислим:
\[ \nu_{к} = \frac{3 \times 10^8}{653 \times 10^{-9}} \approx 4{,}595 \times 10^{14} \, \text{Гц} \]
\[ A = 6{,}6 \times 10^{-34} \times 4{,}595 \times 10^{14} \approx 3{,}0317 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]
\[ E_{k} = h \nu - A = 6{,}6 \times 10^{-34} \times 8 \times 10^{14} - 3{,}0317 \times 10^{-19} \]
\[ E_{k} = 5{,}28 \times 10^{-19} - 3{,}0317 \times 10^{-19} \approx 2{,}2483 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]
- \[ V = \frac{2{,}2483 \times 10^{-19}}{1{,}6 \times 10^{-19}} \approx 1{,}405 \, \text{В} \]
Необходимое напряжение \( V \) составляет примерно 1,405 В.