На поверхню металу падає потік випромінювання з довжиною хвилі 0,36мкм, потужність якого 5мкВт. Визначити силу фотоструму, якщо 5% усіх падаючих фотонів вибивають із металу електрони
Ответы
Ответ: 7.25 × 10^-5 Аб
Объяснение:
Спочатку визначимо енергію фотона з використанням формули:
E = h * f,
де E - енергія фотона, h - постійна Планка (h ≈ 6.63 × 10^-34 Дж·с), f - частота світла.
Знаючи довжину хвилі, ми можемо обчислити частоту:
f = c / λ,
де c - швидкість світла (c ≈ 3.0 × 10^8 м/с), λ - довжина хвилі.
Отже, f = (3.0 × 10^8 м/с) / (0.36 × 10^-6 м) ≈ 8.33 × 10^14 Гц.
Тепер можемо обчислити енергію фотона:
E = (6.63 × 10^-34 Дж·с) * (8.33 × 10^14 Гц) ≈ 5.52 × 10^-19 Дж.
Далі, визначимо потужність фотонного потоку, яка рівна потужності випромінювання:
P = 5 мкВт = 5 × 10^-3 Вт.
Тепер можна обчислити кількість фотонів, що падають на поверхню металу за одиницю часу:
N = P / E = (5 × 10^-3 Вт) / (5.52 × 10^-19 Дж) ≈ 9.06 × 10^15 фотонів/с.
Згідно умови, 5% усіх падаючих фотонів вибивають електрони, тому кількість вибитих електронів буде:
N_e = N * 0.05 = (9.06 × 10^15 фотонів/с) * 0.05 ≈ 4.53 × 10^14 електронів/с.
Силу фотоструму можна визначити, використовуючи формулу:
I = q * N_e,
де I - фотострум, q - заряд електрона (q ≈ 1.6 × 10^-19 Кл).
Тоді:
I = (1.6 × 10^-19 Кл) * (4.53 × 10^14 електронів/с) ≈ 7.25 × 10^-5 Аб (Ампер).
Отже, сила фотоструму становить приблизно 7.25 × 10^-5 Аб.