В классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно.
При этом стрелка электрометра отклонилась, заняв положение, указанное на рисунке, и не меняла его. Через некоторое время к шару на расстояние нескольких сантиметров поднесли горящую свечу, при этом стрелка электрометра быстро опустилась вниз. Спектр излучения свечи (зависимость интенсивности излучения от длины волны) показан на рисунке. Объясните разрядку электрометра, примите во внимание приведённые спектры и то, что для цинка «красная граница»фотоэффекта
нм.
Эбонитовая палочка, потертая о сукно, заряжена отрицательная, следовательно, цинковый шар будет заряжен отрицательно. Из условия следует, что если мы освещаем цинковый шар лампой накаливания, то стрелка электрометра не изменяет положения. Это может следовать из того, что не происходит фотоэффект. Уравнение Эйнштейна:
где — работа выхода,
— максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
Из него следует, что фотоэффект будет происходить только при условии, что длина волны спектра излучения лампы накаливания будет меньше, чем (см.рисунок). Такие же утверждение верны и для свечи(см.рисунок).
Температура воздуха вблизи лампы накаливания меньше, чем вблизи свечи. Значит при поднесении свечи будет увеличиваться скорость движения молекул. При высокой температура будет происходить ионизация воздуха — будут появляться положительные и отрицательные ионы. Вследствие электроны с поверхности шара будут притягиваться к положительно заряженными ионами, поэтому будет происходить уменьшение заряда электрометра.
ВАЖНО! В случае лампы накаливания не происходит притяжения электронов с шара к каким-либо заряженным частицам в воздухе из-за того, что воздух в нормальных условиях является диэлектриком.