Атомная станция с реакторами на быстрых нейтронах

Физика лекции и примеры решения задач

З а д а ч а 3.8.

Определить красную границу  фотоэффекта для цезия, если при облучении его поверхности фиолетовым светом длиной волны  нм. максимальная скорость  фотоэлектронов равна .

Р е ш е н и е

 При облучении светом, длина волны  которого соответствует красной границе фотоэффекта, скорость,а следовательно, и кинетическая энергия фотоэлектронов равны нулю. Поэтому уравнение Эйнштейна для фотоэффекта  = A + W в случае красной границы запишется в виде

 = А, или h c / А.

Отсюда

 = h c / А. (3.33)

 Работу выхода для цезия определим с помощью уравнения Эйнштейна:

A = - W = h c / - m/ 2 (3.34)

Подставка значения h , c ,  , m  , выраженные в системе СИ в уравнении (3.34) , получим

А = 3,05Дж

 Для определения красной границы фотоэффекта подставим значения А , h и c в формулу (3.33) и вычислим

 = 640 нм

 З а д а ч а 3.9.

Определить минимальную длину волны в сплошном спектре рентгеновских лучей, если рентгеновская трубка работает под напряжением U = 30 кв.

Р е ш е н и е

 Сплошной рентгеновский спектр возникает вследствие торможения электронов, разогнанных в трубке электрическим полем, при их ударах об анод. Существование коротковолновой границы сплошного рентгеновского спектра вытекает из квантовой природы получения. Действительно, подлетая к аноду электрон, обладает кинетической энергией W, равно работе, совершенной над ним силами электрического поля;

W=e U (3.35)

где e-заряд электрона. При ударе об анод энергия электрона Т частично или полностью превращается в энергию фотона рентгеновского излучения hv.Наибольшей частоте (наименьшей длине волны)соответствует случай, когда вся энергия W переходит в энергию фотона hv. Тогда

 (3.36)

Из формулы (3.35) и (3.36) следует

 (3.37)

Подставив сюда числовые значения величин h, c, e, U и выполнив вычисления, получим 

м.

З а д а ч а 3.I0.

 На металлическую пластинку падает монохроматический свет ( мкм). Поток фотоэлектронов, вырываемых с поверхности металла, полностью задерживается, когда разность потенциалов тормозящего электрического поля достигает В. Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта.

Р е ш е н и е

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

. (3.38)

Так как даже самые быстрые электроны задерживаются электрическим полем, пролетев в нём расстояние, соответствующее разности потенциалов , то их начальная кинетическая энергия связана с величиной  соотношением

 (3.39)

С учетом формулы (3.39) выражение (3.38) примет вид

Отсюда найдем работу выхода:

A=- eUзд=3,2Дж.

Красной границей фотоэффекта  в уравнении Эйнштейна соответствует W=0.Поэтому , полагая  = получим

==0,6210м


Примеры решения задач по различным разделам физики