Задача по физике На медный шарик падает монохроматический свет с длиной волны (лямбда) = 165 нм. Какой заряд q (нКл) накопится на шарике при его длительном облучении, если работа выхода электрона из меди равна А(вых) = 4,5 эВ . Радиус шарика R = 3 см.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем энергию кванта света:

E = hc/лямбда,
где
h - постоянная Планка, h = 6,63 10^-34 Джс,
c - скорость света, c = 3 * 10^8 м/с.

Подставляем известные значения:
E = 6,63 10^-34 3 10^8 / 165 10^-9 = 1,21 * 10^-16 Дж.

Теперь найдем максимальную кинетическую энергию электрона на поверхности медного шарика:
K(max) = E - A(вых),
K(max) = 1,21 10^-16 - 4,5 1,6 10^-19 = 1,137 10^-16 Дж.

Зная максимальную кинетическую энергию электрона, можем вычислить заряд q на шарике:
K(max) = qV,
где
V - потенциал на поверхности шарика.

Потенциал на поверхности шарика можно найти по формуле для потенциала проводника:
V = k q / R,
где
k - постоянная Кулона, k = 8,99 10^9 Н*м^2/Кл^2,
R - радиус шарика.

Подставляем известные значения:
V = 8,99 10^9 q / 0,03.

Теперь можем связать все вместе:
1,137 10^-16 = q (8,99 10^9 q / 0,03),
1,137 10^-16 = 8,99 10^9 q^2 / 0,03,
3,41 10^-6 = 8,99 10^9 q^2,
q^2 = 3,8 10^-16,
q = 1,95 10^-8 Кл = 19,5 нКл.

Ответ: на медном шарике накопится заряд 19,5 нКл.