2019-11-17
Вольфрамовый шарик радиусом 10 см, находящийся в вакууме, облучают светом с длиной волны $\lambda = 2000 \overset{ \circ}{А}$. Определить установившийся заряд шарика, если работа выхода для вольфрама $A = 4,5 эВ$.
Решение:
Кинетическую энергию вылетающих при облучении электронов можно определить из уравнения Эйнштейна $h \nu = A + \frac{mv^{2}}{2}$, где $\nu$ - частота облучения; $m$ - масса; $v$ - скорость электрона.
Заряд шарика является установившимся, если все электроны, покидающие шарик, возвращаются под действием электростатического поля шарика. При этом наступает состояние динамического равновесия.
У поверхности шарика электрон обладает энергией $E = \frac{mv^{2}}{2} - \frac{eq}{R}$, а его энергия в бесконечно удаленной точке равна нулю. Следовательно, $E = 0$ и $q = \frac{mv^{2}R}{2e} = (h \nu - A) \frac{R}{e}$. Подставляя числовые значения, получаем, что $q = 0,056$ ед. GGSE.