4. На платиновую пластинку падают ультрафиолетовые лучи. Для прекращения фотоэффекта нужно приложить задерживающее напряжение U₁ = 3,7 В. Если платиновую пластинку заменить пластинкой из другого металла, то задерживающее напряжение нужно увеличить до U₂ = 6,0 В. Определите работу выхода электронов из этого металла. Работа выхода электронов из платины А₁ = 8,5·10⁻¹⁹ Дж. Элементарный заряд e = 1,6·10⁻¹⁹ Кл.

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Связь между задерживающим напряжением и кинетической энергией.
• Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов (E<0xE2><0x82><0x96>_max) связана с задерживающим напряжением (U) формулой: E<0xE2><0x82><0x96>_max = e ⋅ U.
2. Шаг 2: Применение закона фотоэффекта.
• Закон фотоэффекта гласит: E_фотона = A_вых + E<0xE2><0x82><0x96>_max, где E_фотона — энергия падающего фотона, A_вых — работа выхода электрона из металла.
• В нашем случае, энергия падающего фотона одинакова для обоих металлов, так как тип лучей (ультрафиолетовые) и, следовательно, их энергия не меняются.
3. Шаг 3: Расчет работы выхода для платины.
• Для платины: E_фотона = A₁ + e ⋅ U₁.
• E_фотона = 8,5 × 10⁻¹⁹ Дж + (1,6 × 10⁻¹⁹ Кл) ⋅ (3,7 В) = 8,5 × 10⁻¹⁹ Дж + 5,92 × 10⁻¹⁹ Дж = 14,42 × 10⁻¹⁹ Дж.
4. Шаг 4: Расчет работы выхода для второго металла.
• Для второго металла: E_фотона = A₂ + e ⋅ U₂.
• Подставляем найденную энергию фотона: 14,42 × 10⁻¹⁹ Дж = A₂ + (1,6 × 10⁻¹⁹ Кл) ⋅ (6,0 В).
• 14,42 × 10⁻¹⁹ Дж = A₂ + 9,6 × 10⁻¹⁹ Дж.
• A₂ = 14,42 × 10⁻¹⁹ Дж - 9,6 × 10⁻¹⁹ Дж = 4,82 × 10⁻¹⁹ Дж.

Финальный ответ:

Ответ: 4,82·10⁻¹⁹ Дж