Задача по электродинамике №250

Для увеличения яркости изображения слабых источников света используется вакуумный прибор — электронно-оптический преобразователь. В этом приборе фотоны, падающие на катод, выбивают из него фотоэлектроны, которые ускоряются разностью потенциалов ΔU = 15000  В и бомбардируют флуоресцирующий экран, рождающий вспышку света при попадании каждого электрона. Длина волны для падающего на катод света λ1 = 820  нм, а для света, излучаемого экраном, λ2 = 410  нм. Какое количество k  фотонов, падающих на катод, приходится в среднем на один выбитый фотоэлектрон, если прибор увеличивает энергию светового излучения, падающего на катод, в N = 1000  раз? Работу выхода электронов Aвых  принять равной 1 эВ. Считать, что энергия электронов переходит в энергию света без потерь.

PIC

На катот К падают фотоны с длиной волны λ1  из-за фотоэффект с поверхности катода вылетают фотоэлектроны, имеющие некоторую энергию E1  . Ускорившись в поле ΔU  , они приобретают энергию E2  и падают на экран, с которого летят фотоны с длиной волны λ2  . При этом, на n1  первичных фотонов приходится некоторое количество выбитых с катода электронов n  и     n2  вторичных фотонов.

Запишем уравнение Энштейна: Согласно уравнению Энштейна энергия фотона расходуется на работу выхода металла и кинетическую энергию электрона

hc λ1 = Aвых+ Ek,

Также запишем закон сохранения энергии при движении электрона в поле ΔU

E2 = E1+ eΔU.

По условию вся энергия электронов переходит в энергию света:

nE2 = n2h c-,          λ2

а прибор увеличивает эту энергию в N  раз, то есть

n2h c-= Nn1h c-,    λ2       λ1

Найти же нам надо

k = n1 = E2λ1= 10.     n    Nhc
Оцените статью
Я решу все!