Катод освещается монохроматическим светом, у которого энергия фотонов равна 3,5 эВ. При каком напряжении фототок прекратится?

Работа выхода для материала катода вакуумного фотоэлемента равна 1,5 эВ. Катод освещается монохроматическим светом, у которого энергия фотонов равна 3,5 эВ. При каком напряжении фототок прекратится?

Чтобы определить, при каком напряжении фототок прекратится, нужно использовать формулу для максимальной кинетической энергии фотоэлектронов:

E_кин.max = h * f — W

Где:
— E_кин.max — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
— h — постоянная Планка (4,136 × 10^-15 эВ·с)
— f — частота падающего света (f = E_фотона / h)
— W — работа выхода материала катода

Дано:
— E_фотона = 3,5 эВ
— W = 1,5 эВ

Находим максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов:
E_кин.max = h * f — W
E_кин.max = h * (E_фотона / h) — W
E_кин.max = 3,5 эВ — 1,5 эВ = 2 эВ

Чтобы фототок прекратился, необходимо приложить тормозящее напряжение, равное максимальной кинетической энергии фотоэлектронов. Это напряжение будет равно:

U = E_кин.max / e
U = 2 эВ / (1,602 × 10^-19 В·с/эВ)
U = 2 В

Таким образом, при напряжении 2 В фототок в вакуумном фотоэлементе с работой выхода 1,5 эВ, освещаемом монохроматическим светом с энергией фотонов 3,5 эВ, прекратится.