Chiếu lên bề mặt một tấm kim loại có công thoát electrôn là A = 2,1 eV chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,485μm . Người ta tách ra một chùm hẹp các electrôn quang điện có vận tốc ban đầu cực đại hướng vào một không gian có cả điện trường đều E và từ trường đều B . Ba véc tơ v , E , B vuông góc với nhau từng đôi một. Cho B = 5.10-4 T . Để các electrôn vẫn tiếp tục chuyển động thẳng và đều thì cường độ điện trường E có giá trị nào sau đây?
Trả lời bởi giáo viên
- Ta có: \(\dfrac{{h.c}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m{v^2}_{{\rm{max}}} \to {v_{{\rm{max}}}} = \sqrt {\dfrac{2}{m}(\dfrac{{h.c}}{\lambda } - A)} = \sqrt {\dfrac{2}{{{{9,1.10}^{ - 31}}}}(\dfrac{{{{6,625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{{{0,485.10}^{ - 6}}}} - {{2,1.1,6.10}^{ - 19}})} = {4,03.10^5}(m/s)\)
- Electron chuyển động thẳng đều trong vùng không gian có cả từ trường đều và điện trường đều khi lực điện cân bằng với lực Lo ren xo: \(F = {F_L} \to qE = qvB \to E = vB = {4,03.10^5}{.5.10^{ - 4}} = 201,4(V/m)\)
Hướng dẫn giải:
- Sử dụng công thức \(\dfrac{{h.c}}{\lambda } = A + \dfrac{1}{2}m{v^2}_{{\rm{max}}}\)để tính \({v_{{\rm{max}}}}\)
- Sử dụng công thức tính lực điện: \(F = qE\)
- Sử dụng công thức tính lực Lo ren xơ: \({F_L} = qvB\)
- Electron chuyển động thẳng đều trong vùng không gian có cả từ trường đều và điện trường đều: \(F = {F_L} \to qE = qvB \to E = vB\)