Câu 7.24 trang 51 sách bài tập Vật lí 12 Nâng cao

Khi chiếu bức xạ có bước sóng \({\lambda _2} = 0,405\mu m\) vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện, ta được một dòng quang điện bão hòa có cường độ I = 98 mA. Dòng có thể làm triệt tiêu bằng một hiệu điện thế hãm \({U_h} = 1,26\,V\)

a) Tìm công thoát electron đối với kim loại làm catôt và vận tốc ban đầu cực đại của quang electron

b) Giả sử cứ hai phôtôn đập vào catôt thì làm bật ra một electron (hiệu suất quang điện bằng 50%). Tính công suất của nguồn bức xạ chiếu vào catôt (coi như toàn bộ công suất của nguồn sáng chiếu vào catốt)

Giải

a) Ta có:

            \(e{U_h} = {{mv{{_0^2}_{\max }}} \over 2} \Rightarrow {v_{0\max }} = \sqrt {{{2e{U_h}} \over m}}  = 6,{6.10^5}m/s\)

Áp dụng công thức Anh-xtanh:

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

\(\Rightarrow A = {{hc} \over \lambda } - e{U_h} \approx 1,8eV\)

b) Số electron bị bật ra khỏi catốt mỗi giây: \({N_e} = {I\over e}\)

Theo đề bài, số phôtôn đập vào catốt mỗi giây: \(N = 2{N_e} = {{2I} \over e}\)

Năng lượng bức xạ của catốt nhận được mỗi giây là công suất của nguồn:

            \(P = N\varepsilon  = {{2I} \over e}.{{hc} \over \lambda } \approx 0,6W\)

Sachbaitap.com