Найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вырванных с катода, если запирающее напряжение равно 1.5 В

Для решения задачи о максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с учетом запирающего напряжения, нам понадобится использовать принцип фотоэлектрического эффекта и формулу для вычисления кинетической энергии. ### Шаг 1: Понимание фотоэлектрического эффекта Фотоэлектрический эффект — это явление, при котором электроны (фотоэлектроны) выбиваются из вещества (обычно, из металла) под воздействием света. Когда свет падает на катод, фотоны (кванты света) могут передать свою энергию электронам. Если энергия фотонов превышает работу выхода (минимальная энергия, необходимая для выбивания электрона из металла), электроны покинут поверхность. ### Шаг 2: Формулы Кинетическая энергия фотоэлектронов, вырванных с катода, может быть выражена через следующее уравнение: \[ E_k = E_{\text{фото}} - W \] где: - \(E_k\) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, - \(E_{\text{фото}}\) — энергия падающего света (фотонов), - \(W\) — работа выхода. Если запирающее напряжение (U) равно 1.5 В, это также связано с максимальной кинетической энергией электронов. Максимальная кинетическая энергия может быть выражена как: \[ E_k = eU \] где: - \(e\) — заряд электрона (\(1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}\)), - \(U\) — запирающее напряжение в вольтах. ### Шаг 3: Подставляем значения Теперь подставим значение запирающего напряжения в формулу: \[ E_k = eU = (1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}) \times (1.5 \, \text{В}) \] ### Шаг 4: Расчет Выполним вычисление: \[ E_k = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \times 1.5 \, \text{В} = 2.4 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \] ### Шаг 5: Итоговое значение Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, вырванных с катода при запирающем напряжении 1.5 В, составляет: \[ E_k = 2.4 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \] Это значение показывает, какую максимальную кинетическую энергию могут иметь электроны, выбитые с катода.