Question

Một quả cầu kim loại có bán kính R=10cm được chiếu sáng với ánh sáng có bước sóng \(\lambda=2.10^{-7}m\)
Hỏi quả cầu phải tích bao nhiêu để giữ không cho quang electron thoát ra. Cho biết công thoát electron khỏi mặt kim loại đó là 4,5eV.

Answer 1

Động năng ban đầu cực đại của quang electron bứt ra từ mặt quả cầu:
      \(\frac{mv^2_{max}}{2}=\frac{hc}{\lambda}-A=2,7.10^{-19}J\)      
Gọi Q là điện tích của quả cầu, điện tích này phải là điện tích dương để giữ electron; điện tích Q phân bố đều trên mặt quả cầu, do đó điện thế trên mặt quả cầu là:
\(V=9.10^9.\frac{Q}{R}\). Trên quả cầu hình thành điện trường với các đường sức vuông góc với mặt cầu và hướng ra ngoài ( vì Q>0), điện trường này ngăn cản electron thoát ra khỏi quả cầu, công của điện trường cản là: \(W=eV=9.10^9.\frac{Qe}{R}\)
Muốn cho electron không thoát ra , công đó phải bằng động năng ban đầu cực đại của electron nghĩa là: \(9.10^9.\frac{Qe}{R}=\frac{mv^2_{max}}{2}\)
Thay số ta rút ra : \(Q=1,9.10^{-11}C\)