При исследовании фотоэффекта с поверхности цезия измерялись задерживающие напряжения для двух длин волн
монохроматического света. Вычислить постоянную Планка h и работу
выхода Авых электронов из цезия по имеющимся экспериментальным
данным:
Uз1=2,08 В
λ1=3∙10-7 м
Uз2=0,44 В
λ2=5∙10-7 м
E = h*f - W
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света, W - работа выхода электронов.
Мы можем также использовать следующую формулу для расчета энергии фотона:
E = (hc) / λ
где λ - длина волны света, c - скорость света.
Для начала рассчитаем энергию фотона для первой длины волны:
E1 = (hc) / λ1
E1 = (6.626 * 10^-34 Дж * с * 3 * 10^8 м/с) / (3 * 10^-7 м)
E1 = 1.096 * 10^-19 Дж
Теперь, используя формулу фотоэффекта, мы можем рассчитать работу выхода электронов для первого случая:
Uз1 = E1 - W
2.08 В = 1.096 * 10^-19 Дж - W
W = 1.096 * 10^-19 Дж - 2.08 В
Таким образом, работа выхода электронов из цезия для первого случая равна:
W = -2.08 В + 1.096 * 10^-19 Дж
Аналогично, рассчитываем энергию фотона для второй длины волны:
E2 = (hc) / λ2
E2 = (6.626 * 10^-34 Дж * с * 5 * 10^8 м/с) / (5 * 10^-7 м)
E2 = 1.325 * 10^-19 Дж
Исходя из формулы фотоэффекта, рассчитываем работу выхода электронов для второго случая:
Uз2 = E2 - W
0.44 В = 1.325 * 10^-19 Дж - W
W = 1.325 * 10^-19 Дж - 0.44 В
Таким образом, работа выхода электронов из цезия для второго случая равна:
W = -0.44 В + 1.325 * 10^-19 Дж
К сожалению, у нас нет данных для рассчета конкретных значений постоянной Планка h. Однако, мы можем использовать полученные уравнения для нахождения соотношения между этими значениями:
W = -0.44 В + 1.325 * 10^-19 Дж
W = -2.08 В + 1.096 * 10^-19 Дж
После вычитания второго уравнения из первого, получаем:
0.44 В - 2.08 В = 1.325 * 10^-19 Дж - 1.096 * 10^-19 Дж
-1.64 В = 0.229 * 10^-19 Дж
1 В = (0.229 * 10^-19 Дж) / (-1.64)
1 В = - 0.1396 * 10^-19 Дж
Теперь, чтобы найти постоянную Планка h, мы можем использовать значение W и любую из уравнений, например, первое:
W = 1.096 * 10^-19 Дж - 2.08 В
1.096 * 10^-19 Дж - 2.08 В = -0.1396 * 10^-19 Дж
1.096 * 10^-19 Дж - 1.996 * 10^-19 Дж = 2.08 В
-0.9 * 10^-19 Дж = 2.08 В
Таким образом, мы можем записать постоянную Планка h в виде:
h = (2.08 В) / (-0.9 * 10^-19 Дж)