Красная граница фотоэффекта для алюминия равна 332 нм. Найти длину световой волны, при которой величина задерживающего потенциала равна 1 В.
Ответ нейросети
05 мая 2025 18:58
Давайте разберемся с задачей пошагово и подробно.
Дано:
- Красная граница (минимальная длина волны, при которой происходит фотоэффект) для алюминия: λ_к = 332 нм
- Величина задерживающего потенциала: V = 1 В
Требуется найти: Длину световой волны, при которой задерживающий потенциал равен 1 В.
Шаг 1. Определение фотоэффекта и его условий
Фотоэффект происходит, когда энергия фотона превышает работу выхода алюминия:
[ E_{фотона} \geq A ]
где (A) — работа выхода.
При красной границе (λ_к = 332 нм) электроны только начинают выбиваться из металла без задерживающего потенциала. То есть:
[ E_{фотона} = A ]
или в виде уравнения:
[ E_{фотона} = \frac{hc}{λ_к} ]
где:
- (h) — постоянная Планка: (6.626 \times 10^{-34} \ Дж \cdоск )
- (c) — скорость света: (3.00 \times 10^{8}\ м/с)
Шаг 2. Вычисление работы выхода
Перепишем уравнение для работы выхода (A):
[ A = \frac{hc}{λ_к} ]
Подставляем значения:
[ A = \frac{(6.626 \times 10^{-34})(3.00 \times 10^{8})}{332 \times 10^{-9}} ]
Обратите внимание: переводим 332 нм в метры: (332 \times 10^{-9}) м.
Рассчитаем:
[ A = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^{8})}{332 \times 10^{-9}} ]
Высчитываем числитель:
[ 6.626 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^{8} = 1.9878 \times 10^{-25} ]
Теперь делим на (332 \times 10^{-9} = 3.32 \times 10^{-7}):
[ A = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{3.32 \times 10^{-7}} \approx 5.99 \times 10^{-19} \ Дж ]
Шаг 3. Находим энергию по новому условию
Теперь, когда задерживающий потенциал равен 1 В, энергия фотона должна преодолевать работу выхода и перенести электроны, чтобы они достигли поверхности с разностью потенциалов.
Энергия фотона по условию:
[ E_{фотона} = A + eV ]
где:
- (e = 1.602 \times 10^{-19}\ \ Кл) — заряд электрона
- (V = 1 В)
Итак:
[ E_{фотона} = A + eV = 5.99 \times 10^{-19} + (1.602 \times 10^{-19}) \times 1 = (5.99 + 1.602) \times 10^{-19} = 7.592 \times 10^{-19}\ \ Дж ]
Шаг 4. Находим длину волны при данном условии
Вернемся к формуле:
[ E_{фотона} = \frac{hc}{λ} ]
Следовательно:
[ λ = \frac{hc}{E_{фотона}} ]
Подставляем значения:
[ λ = \frac{(6.626 \times 10^{-34})(3.00 \times 10^{8})}{7.592 \times 10^{-19}} ]
Рассчитаем числитель:
[ 6.626 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^{8} = 1.9878 \times 10^{-25} ]
Теперь делим:
[ λ = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{7.592 \times 10^{-19}} \approx 2.62 \times 10^{-7}\ \ м ]
или в нанометрах:
[ λ ≈ 262\ \ нм ]
Итог:
Длина световой волны, при которой задерживающий потенциал равен 1 В, составляет примерно 262 нм.
Если нужны дополнительные пояснения — обращайтесь!
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



