Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть работа выхода с поверхности фотокатода, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении? Частота света
Гц, напряжённость электрического поля
В/м, индукция магнитного поля
Тл.
Запишем второй закон Ньютона для электрона в данном случае:
где – сила Лоренца,
– электрическая сила,
– масса электрона,
– его ускорение.
Электрическая сила направлена противоположно вектору напряженности, а направление силы Лоренца определим по правилу левой руки. Для этого направим 4 пальца противоположно скорости (так как заряд электрона отрицателен), вектор магнитной индукции входит в ладонь, при этом большой оттопыренный палец укажет направление действия силы Лоренца (см. рис.)
Спроецируем второй закон Ньютона на ось :
сила Лоренца равна
где – заряд электрона,
– скорость электрона.
Электрическая сила:
чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена вдоль оси OY в положительном направлении необходимо, чтобы выполнено было условие
где – энергия фотона,
– работа выхода,
– кинетическая энергия фотоэлектронов.
Отсюда
Подставим в (1)
Подставим числа из условия