ID: 00015854
Металлическая пластина облучается светом частотой \nu= 1{,}6\cdot10^{15} Гц. Вылетающие из пластины фотоэлектроны попадают в однородное электрическое поле напряжённостью 130 В/м, причём вектор напряжённости E поля направлен к пластине перпендикулярно её поверхности. Измерения показали, что на расстоянии 10 см от пластины максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 15{,}9 эВ. Определите работу выхода электронов из данного металла.
Ответ дайте в эВ.
Источник: Сборник Гиголо
Связываем три порции энергии. Фотоэффект даёт электрону старт: E_{\text{к0}}=h\nu-A. Поле направлено К пластине, а заряд электрона отрицательный — значит сила на электрон направлена ОТ пластины, и поле РАЗГОНЯЕТ улетающий электрон, добавляя работу eEd. Поэтому на расстоянии d энергия равна старту плюс работа поля: E_{\text{к}}=h\nu-A+eEd. Отсюда вытащим работу выхода. Подвох именно в знаке — поле здесь не тормозит, а ускоряет.
E_{\text{к}}=h\nu-A+eEd. Переведём всё в эВ. Энергия фотона h\nu=6{,}63\cdot10^{-34}\cdot1{,}6\cdot10^{15}/1{,}6\cdot10^{-19}\approx6{,}63 эВ. Работа поля eEd: в электронвольтах это просто E\cdot d=130\cdot0{,}10=13 эВ (заряд e сокращается с переводом в эВ).
A=h\nu+eEd-E_{\text{к}}=6{,}63+13-15{,}9\approx3{,}7 эВ.
Ответ: 3,7 эВ.