Стальной стержень вряд ли. Более интересный вопрос - есть ли магнитные заряды? Если да, то уравнения Максвелла примут более симметричный вид. Не вдаваясь в детали, протоны и электроны - частицы с противоположным электрическим зарядом. Они могут существовать отдельно друг от друга, и законы, которые описывают их взаимодействия, опираются на этот факт. Так, электрический ток возможен благодаря этому. Если бы магнитный ток существовал, то законы для магнетизма и электричества были бы симметричны. Пока что уравнения Максвелла утверждают, что не существует магнитного монополя, но это не подтверждено, и не может быть. Просто пока что не было найдено частицы, которая имела бы магнитный заряд.
Для решения данной задачи, нам необходимо знать следующие формулы:
1) Закон Эйнштейна для фотоэффекта:
E = h * f - W,
где E - кинетическая энергия вылетевшего электрона,
h - постоянная Планка (h = 6,63 * 10^-34 Дж * с),
f - частота падающего излучения,
W - работа выхода (работа, которую необходимо совершить, чтобы электрон покинул поверхность катода).
2) Формула для расчета связи между энергией, частотой и длиной волны света:
E = h * f = h * (c / λ),
где E - энергия фотона, порождающего свет определенной длины волны,
c - скорость света (c = 3 * 10^8 м/с),
λ - длина волны света.
Теперь приступим к решению данной задачи:
1) Найдем работу выхода W:
W = K x A,
где K - предельное напряжение (2,4 В),
A - постоянная, связанная с работой выхода катода (Ав = 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж).
W = 2,4 В * 1,6 * 10^-19 Дж/В = 3,84 * 10^-19 Дж.
2) Найдем энергию фотона E, используя формулу связи между энергией, частотой и длиной волны:
E = h * f = W + A,
где W - работа выхода,
A - постоянная, связанная с работой выхода катода.
E = 3,84 * 10^-19 Дж + 1,6 * 10^-19 Дж = 5,44 * 10^-19 Дж.
3) Теперь найдем частоту света f, используя формулу связи между энергией, частотой и длиной волны:
E = h * f = (h * c) / λ,
где c - скорость света,
λ - длина волны света.
1) Закон Эйнштейна для фотоэффекта:
E = h * f - W,
где E - кинетическая энергия вылетевшего электрона,
h - постоянная Планка (h = 6,63 * 10^-34 Дж * с),
f - частота падающего излучения,
W - работа выхода (работа, которую необходимо совершить, чтобы электрон покинул поверхность катода).
2) Формула для расчета связи между энергией, частотой и длиной волны света:
E = h * f = h * (c / λ),
где E - энергия фотона, порождающего свет определенной длины волны,
c - скорость света (c = 3 * 10^8 м/с),
λ - длина волны света.
Теперь приступим к решению данной задачи:
1) Найдем работу выхода W:
W = K x A,
где K - предельное напряжение (2,4 В),
A - постоянная, связанная с работой выхода катода (Ав = 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж).
W = 2,4 В * 1,6 * 10^-19 Дж/В = 3,84 * 10^-19 Дж.
2) Найдем энергию фотона E, используя формулу связи между энергией, частотой и длиной волны:
E = h * f = W + A,
где W - работа выхода,
A - постоянная, связанная с работой выхода катода.
E = 3,84 * 10^-19 Дж + 1,6 * 10^-19 Дж = 5,44 * 10^-19 Дж.
3) Теперь найдем частоту света f, используя формулу связи между энергией, частотой и длиной волны:
E = h * f = (h * c) / λ,
где c - скорость света,
λ - длина волны света.
5,44 * 10^-19 Дж = (6,63 * 10^-34 Дж * с) * (3 * 10^8 м/с) / λ.
Теперь найдем λ:
λ = (6,63 * 10^-34 Дж * с * 3 * 10^8 м/с) / (5,44 * 10^-19 Дж) = 4,06 * 10^-7 м.
Переведем полученное значение длины волны в нанометры:
λ = 4,06 * 10^-7 м * 10^9 нм/м = 4,06 * 10^2 нм = 406 нм.
Таким образом, ответ на первый пункт вопроса (червоную межу фотоэффекта) составляет 406 нм.