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
гд
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
гд
V - потенциал на поверхности шарика.

Потенциал на поверхности шарика можно найти по формуле для потенциала проводника
V = k q / R
гд
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.