|
ZADATAK 3.
Vakuumska fotoćelija, načinjena od kalijuma, obasja se monohromatskom svjetlošću talasne dužine 447 nm. Pri tome se mjeri zavisnost fotostruje od napona između katode i anode. Ovu zavisnost, koja je grafički prikazana na slici, karakterišu dvije veličine: napon kočenja UK i struja zasićenja IS. Izlazni rad kalijuma je 2,25 eV.
-
Odrediti napon kočenja i de Broglievu talasnu dužinu emitovanih elektrona koji imaju maksimalnu vrijednost brzine.
-
Kolika je struja zasićenja ako je snaga svjetlosnog izvora 5 mW a efikasnost fotoćelije 10%?
-
Obrazložiti kako će se promijeniti struja zasićenja i napon kočenja ako se:
RJEŠENJE:
a) Napon kočenja određujemo prema Einsteinovoj relaciji za fotoefekat:
.
Maksimalna kinetička energija emitovanih elektrona je . De Broglieva talasna dužina ovih elektrona je:
.
5 bodova
b) Vrijednost struje IS dobijemo kada svi emitovani elektroni dospijevaju do anode. Broj emitovanih elektrona sa katode je povezan sa brojem upadnih fotona preko koeficijenta efikasnosti fotoćelije: .
Energija upadnih fotona je za vrijeme je: . Slijedi:
.
5 bodova
c) Povećanjem intenziteta svjetlosti povećava se broj upadnih fotona pa time i broj emitovanih fotoelektrona. Povećanje broja emitovanih elektrona dovodi do povećanja struje zasićenja. Napon kočenja ne zavisi od intenziteta upadne svjetlosti pa se neće promjeniti.
Povećanjem talasne dužine upadne svjetlosti smanjuje se energija upadnih fotona. Kako je napon kočenja direktno proporcionalan energiji upadnih fotona, on će se smanjiti. Struja zasićenja ne zavisi od energije upadnih fotona.
| 