С какой скоростью будут вылетать электроны из конденсатора?

1. Сначала нужно рассмотреть явление эффекта фотоэлектрического эффекта. Этот эффект заключается в том, что при попадании света на поверхность металла возникает выход электронов из этого металла. Для этого электрону необходимо преодолеть работу выхода – минимальную энергию, необходимую для выхода из металла.

2. В данном случае мы имеем дело с фотопластинкой, на которую падает сначала синий свет с длиной волны 300 нм, а затем свет с длиной волны 280 нм. Для разных длин волн света будет разное количество энергии, что влияет на кинетическую энергию выбиваемых электронов.

3. При падении света с длиной волны 300 нм на фотопластинку и ударе фотонов о её поверхность, некоторые электроны получают энергию выше работы выхода и фотоэффект происходит успешно, т.е. электроны выбиваются из металла.

4. Далее, эти выбитые электроны попадают на заднюю пластину конденсатора, где остаются из-за напряжения U=2В. Это позволяет накопить электрическую энергию из-за разности потенциалов между пластинами конденсатора.

5. Теперь, если начать светить на фотопластинку светом с длиной волны 280 нм, то это означает, что фотоны этой длины волны обладают более высокой энергией, чем фотоны с длиной волны 300 нм. Поэтому кинетическая энергия выбиваемых электронов будет больше, чем в предыдущем случае.

6. Для определения скорости вылетающих электронов можно использовать закон сохранения энергии. Кинетическая энергия электрона после выбивания равна разности между энергией фотонов, поглощенной электроном, и работой выхода:

\(E_{к} = E_{фотон} - \varphi\),

где \(E_{фотон}\) – энергия фотона, \(E_{к}\) – кинетическая энергия электрона, \(\varphi\) – работа выхода.

7. Проанализировав вышеописанные процессы, можно сделать вывод, что при облучении фотопластинки светом с длиной волны 280 нм кинетическая энергия выбиваемых электронов будет больше, а следовательно, их скорость будет выше по сравнению с облучением светом длиной волны 300 нм.

Итак, скорость, с которой будут вылетать электроны из конденсатора при облучении фотопластинки светом длиной волны 280 нм, будет выше, чем при облучении светом длиной волны 300 нм из-за большей кинетической энергии, которую они приобретут под воздействием фотонов этой длины волны. Таким образом, изменение частоты света приводит к изменению скорости вылетающих электронов из фотопластинки.