Задача по электродинамике №153

Катод вакуумного фотоэлемента облучается световым пучком с длиной волны λ = 0,5  мкм и мощностью W  =1  Вт. При больших ускоряющих напряжениях между катодом и анодом фототок достигает насыщения (все электроны, выбитые из катода в единицу времени, достигают анода): I0 = 4  мА. Какое количество n  фотонов приходится на один электрон, выбиваемый из катода? Заряд электрона e =1,6⋅10−19  Кл, постоянная Планка h = 6,63⋅10−34  Дж⋅ с.

Энергия одного падающего фотона равна:

    hc E = λ-.

Энергия N  падающих фотонов

EN = N ⋅E = Nhc.               λ

Энергия связана с мощность формулой:

EN  =W  ⋅t

Тогда

W ⋅t= N hc,         λ

отсюда можно выразить количество фотонов, падающих на фотоэлемент за единицу времени

     N   W ⋅λ Nф = t-= -hc--.

Ток равен:

I = q,     t

где q  – заряд за время t  .
Заряд же равен q = nэ⋅e  , тогда количество электронов за единицу времени

     nэ  I0 Nэ = t-= -e .

Искомое соотношение равно:

                               −6         −19 n=  Nф-= W-⋅λ⋅e-= ---1 В-т−⋅034,5-⋅10--м⋅1,86⋅10---Кл−3---= 100.     Nэ    hc⋅I0   6,63⋅10   Дж⋅с⋅3⋅10 м/с ⋅4 ⋅10   А
Оцените статью
Я решу все!