Работа выхода электрона из металла равна 0.75эВ. Длина волны излучения равна 450нм. Определить задерживающую разность потенциала с этим вопросом)

Хорошо, рассмотрим ваш вопрос.

Для начала, нам понадобится использовать формулу Фотоэффекта, которая связывает энергию излучения с работой выхода электрона:

E = hv - Φ,

где E - энергия фотона (излучения), h - постоянная Планка, v - частота излучения, Φ - работа выхода электрона из металла.

Мы знаем, что работа выхода электрона равна 0.75 электрон-вольтам (эВ), а длина волны излучения равна 450 нанометров (нм). Нужно определить задерживающую разность потенциалов.

Сначала, нам необходимо найти частоту излучения. Для этого воспользуемся формулой, связывающей скорость света с длиной волны и частотой излучения:

c = λv,

где c - скорость света.

Для удобства расчетов, можно преобразовать длину волны из нанометров в метры, чтобы получить соответствующую размерность в формуле. Известно, что 1 нанометр (нм) равен 10^-9 метров.

Таким образом, 450 нм = 450 * 10^-9 м.

Используя скорость света, c ≈ 3 * 10^8 м/с, мы можем выразить частоту излучения:

v = c / λ = (3 * 10^8 м/с) / (450 * 10^-9 м) = (3 * 10^8) / (450 * 10^-9) = ?

Подсчитаем:

v = (3 * 10^8) / (4.5 * 10^-7) = (3 * 10^8) * (10^7 / 4.5) ≈ 6.67 * 10^14 Гц.

Теперь мы можем использовать формулу фотоэффекта для определения энергии фотона излучения:

E = hv - Φ.

Подставим известные значения:

0.75 эВ = (6.67 * 10^14 Гц) * h - Φ.

У нас есть два неизвестных значения, h - постоянная Планка и Φ - работа выхода электрона.

Для определения задерживающей разности потенциалов, нам нужно найти разность между потенциалами.

Предположим, что потенциал на металле равен V1, а потенциал на противоположно заряженной пластине (задерживающая разность потенциала) равен V2.

Тогда задерживающая разность потенциала будет:

ΔV = V1 - V2.

В фотоэффекте, электроны будут задерживаться задерживающим потенциалом V2, если их кинетическая энергия меньше этого потенциала. То есть, энергия фотонов должна быть равна разности работ выхода электронов из металла и задерживающей разности потенциалов:

E = Φ - ΔV.

Таким образом, задерживающая разность потенциалов будет равна:

ΔV = Φ - E = Φ - (hv).

Подставим значения:

ΔV = 0.75 эВ - (6.67 * 10^14 Гц) * h.

Осталось найти постоянную Планка h.

Постоянная Планка h ≈ 6.63 * 10^-34 Дж·с.

Подставим нужные значения в формулу:

ΔV = 0.75 эВ - (6.67 * 10^14 Гц) * (6.63 * 10^-34 Дж·с).

Важно заметить, что эВ и Дж имеют различные размерности. Для преобразования эВ в джоули необходимо знать, что 1 эВ = 1.6 * 10^-19 Дж.

Подставим это значение:

ΔV = 0.75 эВ - (6.67 * 10^14 Гц) * (6.63 * 10^-34 Дж·с) * (1 эВ / (1.6 * 10^-19 Дж)) = ?

Выполним расчет:

ΔV = 0.75 - (6.67 * 10^14) * (6.63 * 10^-34) * (1 / (1.6 * 10^-19)) ≈ 0.75 - 2.76477 ≈ -1.01477 В.

Ответ: Задерживающая разность потенциалов составляет примерно -1.01477 В. Здесь отрицательный знак указывает на то, что электроны будут задерживаться зарядом определенного потенциала.