ГЛАВА 35. КВАНТОВАЯ ОПТИКА. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Решение. При облучении светом шара в результате фотоэффекта с его поверхности удаляются электроны, а сам шар приобретает положительный заряд. Электрическое поле, создаваемое зарядом шара, препятствует удалению последующих электронов и при достижении некоторого максимального положительного заряда Qmax = eN (e — абсолютная величина заряда электрона; N — число удаленных электронов) все вырываемые светом с поверхности шара электроны не смогут покинуть область его притяжения и будут возвращаться на шар. Величину максимального заряда шара найдем из условия, что их кинетическая энергия электронов W будет равна работе A, которую необходимо совершить электрону против сил электрического поля для удаления на бесконечно большое расстояние от шара
где φ = kQmax / R = ke2N / R — потенциал шара; R — его радиус; k = 1/(4πε0) — постоянная закона Кулона. Кинетическую энергию фотоэлектронов найдем из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта W = h(ν - ν0). Отсюда находим
Задачи для самостоятельного решения
1. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, выбиваемых из металла при фотоэффекте, зависит (а) от частоты падающего света, (б) от интенсивности падающего света. Какое из этих утверждений правильно?
А. Только (а). Б. Только (б). В. И (а), и (б). Г. Ни (а), ни (б).
2. Интенсивность света, падающего на катод вакуумного фотоэлемента, уменьшают, не изменяя его частоту. Какие изменения в параметрах наблюдаемого фотоэффекта будут происходить?
А. Увеличится максимальная скорость фотоэлектронов.
Б. Уменьшится максимальная скорость фотоэлектронов.
В. Увеличится число фотоэлектронов.
