Решить задачу с оформление дано и что найти Какова максимальная скорость фотозлектронову если фототок прекрашается при запирающем напряжхении 1.4 В?
Ответ нейросети
07 мая 2025 06:51
Конечно, давайте разберем задачу по шагам. Так как целей “Понять” явно нет, дам подробное объяснение, чтобы было понятно.
Дано:
- Запирающее напряжение ( U_{з} = 1.4,В )
- Требуется найти максимальную скорость фотоэлектронов ( v_{max} ).
Что такое фотоэлектронный эффект и связанные параметры?
Когда свет попадает на металлическую поверхность, он выбивает электроны — это фотоэлектрический эффект.
Ключевые понятия:
- Фотон: частица света с энергией ( E_{фотона} = h \nu ), где ( h ) — постоянная Планка, ( \nu ) — частота света.
- Энергия электрона в металле: он получает энергию от фотона, минус работу выхода металла ( \phi ).
- Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона:
[ E_{к, \max} = h \nu - \phi ]
При этом, если приложить запирающее напряжение ( U_z ), то фотоэлектроны останавливаются, достигнув своей максимальной скорости, и ток прекращается.
Как связаны энергия и скорость фотоэлектрона?
Кинетическая энергия электрона:
[
E_{к} = \frac{1}{2} m v
]
Где:
- ( m ) — масса электрона (( 9.11 \times 10^{-31} ) кг)
- ( v ) — скорость электрона
Максимальная кинетическая энергия:
[
E_{к, \max} = \frac{1}{2} m v_{max}^2
]
Как связана энергия электрона и запирающее напряжение?
Когда фотоэлектрон останавливается на границе с вакуумом при зарядке, его максимальная кинетическая энергия равна энергии, которую он теряет, приложенное запирающее напряжение:
[
E_{к, \max} = e U_z
]
где:
- ( e ) — заряд электрона (( 1.6 \times 10^{-19} ) Кл),
Следовательно:
[
\frac{1}{2} m v_{max}^2 = e U_z
]
Решаем относительно скорости фотоэлектрона:
[
v_{max} = \sqrt{\frac{2 e U_z}{m}}
]
Подставляем числовые значения:
- ( e = 1.6 \times 10^{-19} ) Кл
- ( U_z = 1.4 ) В
- ( m = 9.11 \times 10^{-31} ) кг
[ v_{max} = \sqrt{\frac{2 \times 1.6 \times 10^{-19} \times 1.4}{9.11 \times 10^{-31}}} ]
Посчитаем числитель:
[
2 \times 1.6 \times 10^{-19} \times 1.4 = 2 \times 1.6 \times 1.4 \times 10^{-19} = 4.48 \times 10^{-19}
]
Делим:
[
v_{max} = \sqrt{\frac{4.48 \times 10^{-19}}{9.11 \times 10^{-31}}}
]
Деление:
[
\frac{4.48 \times 10^{-19}}{9.11 \times 10^{-31}} \approx 4.48 / 9.11 \times 10^{12} \approx 0.491 \times 10^{12} = 4.91 \times 10^{11}
]
Теперь извлекаем корень:
[
v_{max} \approx \sqrt{4.91 \times 10^{11}} \approx \sqrt{4.91} \times 10^{5.5}
]
[ \sqrt{4.91} \approx 2.22 ]
[ 10^{5.5} = 10^{5} \times 10^{0.5} \approx 100000 \times 3.16 = 316000 ]
Итак:
[
v_{max} \approx 2.22 \times 316000 \approx 702000, \text{м/с}
]
Ответ:
Максимальная скорость фотоэлектронов при запирающем напряжении 1.4 В примерно равна ( \mathbf{7.02 \times 10^5} \text{ м/с} ).
Если есть дополнительные вопросы или нужно более подробно объяснить какой-то шаг — обращайтесь!
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



