Câu 7.31 trang 53 sách bài tập Vật lí 12 Nâng cao

Một bức xạ điện từ có bước sóng \(\lambda  = 0,400\,\mu m\) chiếu vào bề mặt catôt của một tế bào quang điện, tạo ra một dòng điện bão hòa có cường độ \(I\). Người ta làm triệt tiêu dòng điện này bằng một hiệu điện thế hãm \({U_h} = 1,2\,V\) .

a) Tìm vận tốc ban đầu cực đại của các quang electron.

b) Tìm công thoát electron của kim loại dùng làm catôt.

c) Tìm giá trị của cường độ dòng quang điện bão hòa \(I\), nếu công suất bức xạ rọi vào catôt là 2 W.Giả sử mỗi phôtôn đến đập vào catôt làm bật ra một electron.

Giải

a) Ta có: \({{mv{{_0^2}_{\max }}} \over 2} = e{U_h} \Rightarrow {v_{0\max }} = \sqrt {{{2e{U_h}} \over m}}  = 6,{5.10^5}m/s\)

b) Áp dụng công thức Anh-xtanh:

            \({{hc} \over \lambda } = A + {{mv{{_0^2}_{\max }}} \over 2} = A + e{U_h}\)

Suy ra: \(A = {{hc} \over \lambda } - e{U_h} = 3,{048.10^{ - 19}}J \approx 1,905eV\)

c) Ta có: \({I_{bh}} = {Ne}\) , với \(N = {P \over \varepsilon } = {{P\lambda } \over {hc}}\)

Suy ra: \({I_{bh}} = {{P\lambda e} \over {hc}} \approx 0,64\,A\)

Sachbaitap.com