Chiếu bức xạ có bước sóng lên tấm kim loại có công thoát A = 3. 10 - 19 J. Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào từ trường đều theo hướng vuông góc với các đường cảm ứng từ. Biết bán kính cực đại của quỹ đạo của các electron là R = 45,5 mm. Bỏ qua tương tác giữa các electron. Tìm độ lớn cảm ứng từ B của từ trường?
A. B = 10 − 4 T
B. B = 5 . 10 − 4 T
C. B = 2 . 10 − 4 T
D. B = 5 . 10 − 5 T
Đáp án D
Theo công thức Anh-xtanh về hiện tượng quang điện:
hc λ = A + 1 2 m . v 0 max 2 ⇒ v 0 max = 2 m c hc λ − A
Thay số vào ta có:
v 0 max = 2 9 , 1 .10 − 31 19 , 875 .10 − 26 533 .10 − 9 − 3 .10 − 19 = 4 .10 5 m / s
Khi electron chuyển động trong từ trường đều có hướng vuông góc với v → thì nó chịu tác dụng của lực Lorenxo F L có độ lớn không đổi và luôn vuông góc với v → , nên electron chuyển động theo quỹ đạo tròn và lực Lorenxo đóng vai trò là lực hướng tâm: F L = Bve = m e v 2 r ⇒ r = m e . v eB
Như vậy, những electron có vận tốc cực đại sẽ có bán kính cực đại:
B = m e . v eR = 9 , 1 .10 − 31 . 4 .10 5 1 , 6 .10 − 19 . 45 , 5 .10 − 3 = 5 .10 − 5 T