Задача по электродинамике №145

Просмотров 6 Комментарии 0

В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью $P =0,21$ Вт падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока $I$ от напряжения $U$ между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова частота $ν$ падающего света, если в среднем один из 30 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон?

По определению, сила тока – это количество заряда, прошедшего за единицу времени:

q Ne |e| I = t =--t-

Когда ток в цепи достигает насыщения, все фотоэлектроны, выбитые из катода, достигают анода. Тогда за время $t$ через поперечное сечение проводника проходит заряд

q =Neet,

где $e$ – модуль заряда электрона, $Ne$ – количество фотоэлектронов, выбитых из катода за 1 с Мошность светового потока — это энергия, которую несут фотоны за единицу времени:

P = W- = Nϕhv- t t

Сила тока насыщения по графику равна:

Imax = 2 м А

Учтём, что один электрон выбивается каждые 30 фотонов, т. е. $N ϕ = 30Ne$ :

--Pe--- 0,21-Вт⋅1,6⋅10−19 Кл 14 ν = 30Imaxh = 30⋅2 мА ⋅6,6 Дж ⋅с/м = 8,5⋅10 Гц