На площадь S=6 см2 по нормали падает монохроматический свет с плотностью потока энергии q=1,5 Вт/см2. Снятый с этой площади фототок насыщения равен 0,2 А. Считая, что каждый фотон выбивает электрон, найти частоту света и энергию фотона.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество фотонов, падающих на площадь S за единицу времени. Для этого разделим плотность потока энергии на энергию фотона:
N = q / E = 1.5 Вт/см2 / E

Так как каждый фотон выбивает по одному электрону, фототок насыщения равен количеству фотонов выбитых за единицу времени:
I = N * e

Где e - заряд элементарного электрона, а q = I / S. Получаем:
N = I / eS = 0.2 А / (1.6 10^-19 Кл 6 см2) = 2.08 * 10^17 фотонов/с

Теперь найдем частоту света и энергию фотона из формулы Planck's E = h f:
f = E / h, где h - постоянная Планка (6.63 10^-34 Джс)
f = q / E = 1.5 Вт/см2 / E
2.08 10^17 h f = 1.5 Вт/см2 6 см2
f = 1.5 / (2.08 6) 10^17 h = 1.2 * 10^14 Гц

Теперь можно найти энергию фотона:
E = hf = 6.63 10^-34 Джс 1.2 10^14 Гц = 7.956 * 10^-20 Дж

Итак, частота света f = 1.2 10^14 Гц, а энергия фотона E = 7.956 10^-20 Дж.