11. При освещении катода вакуумного фотоэлемента светом с длиной волны 300 нм фототок в цепи прекращается при задерживающей разности потенциалов 2 В. Определите работу выхода материала катода. Заряд электрона 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл.

Краткая запись:

• Длина волны (λ): 300 нм = 300 · 10⁻⁹ м
• Задерживающая разность потенциалов (Uз): 2 В
• Заряд электрона (e): 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл
• Найти: Работу выхода (A) — ?

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Находим энергию фотона (E). Энергия фотона связана с длиной волны формулой: \( E = \frac{hc}{\lambda} \), где h — постоянная Планка (6,62 · 10⁻³⁴ Дж·с), c — скорость света (3 · 10⁸ м/с).
   \( E = \frac{6,62 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{300 \cdot 10^{-9}} = \frac{19,86 \cdot 10^{-26}}{3 \cdot 10^{-7}} \approx 6,62 \cdot 10^{-19} \) Дж.
2. Шаг 2: Находим максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов (A_к). Максимальная кинетическая энергия равна работе, совершаемой задерживающим полем: \( A_к = e · U_з} \).
   \( A_к = 1,6 · 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 2 \text{ В} = 3,2 · 10^{-19} \) Дж.
3. Шаг 3: Используем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: \( E = A + A_к \), где A — работа выхода. Выражаем работу выхода: \( A = E - A_к \).
   \( A = 6,62 · 10^{-19} \text{ Дж} - 3,2 · 10^{-19} \text{ Дж} = 3,42 · 10^{-19} \) Дж.

Ответ: Работа выхода равна 3,42 · 10⁻¹⁹ Дж.