Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6081
2018-01-11 
В сферическом сосуде, из которого откачан воздух, помещены два электрода из цинка. К ним подсоединен конденсатор емкостью $C = 3,5 мкФ$, как показано на рис. Один из электродов освещается светом с длиной волны $\lambda = 0,25 мкм$. Какой заряд будет находиться на конденсаторе при длительном освещении? Работа выхода электрона для цинка $A = 3,74 эВ$.
Решение:
На поверхности освещаемого электрода возникает фотоэффект. Теряя фотоэлектроны, освещенный электрод и соединенная с ним обкладка конденсатора заряжаются положительно, а тот электрод, на который попадают фотоэлектроны, и соединенная с ним другая обкладка конденсатора заряжаются отрицательно.
Напряжение $U$ на конденсаторе растет до тех пор, пока разность потенциалов $\phi^{+} - \phi^{-} = U$ на электродах не достигнет значения, при котором максимальной энергии фотоэлектронов $m v_{макс}^{2}/2$ станет недостаточно, чтобы преодолеть тормозящее действие электрического поля, возникающего в межэлектродном пространстве,
$\frac{mv_{макс}^{2}}{2} = eU$. (1)
В уравнении Эйнштейна
$h \nu = A + \frac{mv_{макс}^{2}}{2}$
заменим максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов согласно равенству (1)
$h \nu = A + eU$. (2)
Из уравнения (2) после подстановки в него $\nu = c / \lambda$ определяем напряжение на обкладках конденсатора
$U = \frac{1}{e} \left ( \frac{hc}{ \lambda} - A \right )$ (3)
Заряд на обкладках конденсатора $q = CU$ или согласно выражению (3)
$q = \frac{C}{e} \left ( \frac{hc}{ \lambda} - A \right ) \approx 4,3 \cdot 10^{-6} Кл$.
В сферическом сосуде, из которого откачан воздух, помещены два электрода из цинка. К ним подсоединен конденсатор емкостью $C = 3,5 мкФ$, как показано на рис. Один из электродов освещается светом с длиной волны $\lambda = 0,25 мкм$. Какой заряд будет находиться на конденсаторе при длительном освещении? Работа выхода электрона для цинка $A = 3,74 эВ$.
Решение:
На поверхности освещаемого электрода возникает фотоэффект. Теряя фотоэлектроны, освещенный электрод и соединенная с ним обкладка конденсатора заряжаются положительно, а тот электрод, на который попадают фотоэлектроны, и соединенная с ним другая обкладка конденсатора заряжаются отрицательно.
Напряжение $U$ на конденсаторе растет до тех пор, пока разность потенциалов $\phi^{+} - \phi^{-} = U$ на электродах не достигнет значения, при котором максимальной энергии фотоэлектронов $m v_{макс}^{2}/2$ станет недостаточно, чтобы преодолеть тормозящее действие электрического поля, возникающего в межэлектродном пространстве,
$\frac{mv_{макс}^{2}}{2} = eU$. (1)
В уравнении Эйнштейна
$h \nu = A + \frac{mv_{макс}^{2}}{2}$
заменим максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов согласно равенству (1)
$h \nu = A + eU$. (2)
Из уравнения (2) после подстановки в него $\nu = c / \lambda$ определяем напряжение на обкладках конденсатора
$U = \frac{1}{e} \left ( \frac{hc}{ \lambda} - A \right )$ (3)
Заряд на обкладках конденсатора $q = CU$ или согласно выражению (3)
$q = \frac{C}{e} \left ( \frac{hc}{ \lambda} - A \right ) \approx 4,3 \cdot 10^{-6} Кл$.
