Если работа выхода электронов из фотокатода равна 3,2 эВ и фотокатод освещается светом, энергия квантов которого равна 6,4 эВ, то определите величину задерживающего потенциала, при котором фототок прекратится.

Для определения задерживающего потенциала, при котором фототок прекратится запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: ε=Ао+Ек При торможении электронов электрическим полем поле должно совершить работу  А=е·U, равную кинетической энергии фотоэлектронов  Ек, т.е.  Ек=е*U, где  е - заряд электрона. Тогда из уравнение Эйнштейна получим:  е*U=ε-Ао. Для перевода эВ в Дж нужно эВ умножить на заряд электрона, тогда при вычислении получим: е*U=6,4*е-3,2*е=3,2е    после сокращения е окончательно получаем задерживающий полтенциал U=3,2 В.

По формуле фотоэффекта (из закона сохранения энергии) [latex]\frac{m*v^2}{2}=U_3*e[/latex], где m - масса частицы (кг), [latex]v[/latex] - скорость частицы (м/с), e - заряж электрона (e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл), U₃ - запирающие напряжение т.е. напряжение при котором ток полностью прекращается (В). Выражение: [latex]\frac{m*v^2}{2}[/latex], есть кинетическая энергия т.е.  [latex]E_k=\frac{m*v^2}{2}[/latex]. Тогда подставив в формулу фотоэффекта получим: [latex]E_k=U_3*e[/latex]. Из данной формулы выражаем искомое напряжение: [latex]U_3=\frac{E_k}{e}[/latex]. Величину кинетической энергии определяем из уравнения Эйнштейна [latex]h*V=A_{vbIxoda}+E_k[/latex], где V - частота излучения (Гц), h - постоянная планка (h = 6,62*10⁻³⁴ Дж*с), [latex]A_{vbIxoda}[/latex] - работа выхода (Дж), [latex]E_k[/latex] - максимальная энергия излучения (Дж). Еденичная величина кванта есть пок излучения т.е. [latex]E=h*V[/latex]. Тогда уравнение Энштейна можно записать как: [latex]E=A_{vbIxoda}+E_k[/latex]. Отсюда выражаем кинетическую энергию: [latex]E_k=E-A_{vbIxoda}[/latex]. Данную формулу подставляем в выведенную формулу определения запирающео напряжения: [latex]U_3=\frac{E-A_{vbIxoda}}{e}[/latex]. В системе СИ: 3,2 эВ = 3,1*1,6*10⁻¹⁹ = 4,96*10⁻¹⁹ Дж; 6,4 эВ = 6,4*1,6*10⁻¹⁹ = 10,24*10⁻¹⁹ Дж. Подставляем и вычисляем: [latex]U_3=\frac{10,24*10^{-19}-4,96*10^{-19}}{1,6*10^{-19}}=3,3(B).[/latex] Ответ: U₃ = 3,3 Вольт.