a)
W miarę, jak napięcie rośnie od (ujemnego) napięcia hamowania coraz większa część wybitych elektronów przepływa przez fotokomórkę, aż wreszcie prąd fotokomórki ustala się i możemy być pewni, że wszystkie wybite elektrony trafią do anody.
Przepływa wtedy prąd o natężeniu 40 uA, czyli w ciągu każdej sekundy przepływa ładunek:
q = 40 uC = 40 * 10^(-6) C
Dzielimy ten ładunek przez ładunek elektronu e = 1,6 * 10^(-19) C
i dostajemy ilość elektronów 'n'.
n = \frac{q}{e} = \frac{40\cdot 10^{-6}}{1{,}6\cdot 10^{-19}} = 2{,}5\cdot 10^{14}
b)
Żarówka jest punktowym źródłem światła i wysyła fotony w ilości N na sekundę we wszystkie strony, czyli w powierzchnię kuli o promieniu r.
Powierzchnia otworu przez który światło wpada do fotokomórki jest mała w porównaniu z powierzchnią kuli, można ją traktować jako płaski "placek" o powierzchni S.
Ze wszystkich 'N' fotonów do fotokomórki wpadnie n fotonów:
n = N\,\frac{S}{4\pi r^2}
W mianowniku równania powyżej jest powierzchnia kuli o promieniu 'r'.
Wielkości N, S nie są znane, ale istotne jest, że 'n' jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu 'r', czyli do odległości żarówki od wlotu fotokomórki.
Jeżeli przeniesiemy żarówkę z punktu A do B to odległość 'r' wzrośnie mniej-więcej dwukrotnie więc w mianowniku równania powyżej zamiast r wstawiamy 2r. Spowoduje to, że do fotokomórki wpada teraz:
n' = n / 4 fotonów.
Cztery razy mniej!. Wobec tego prąd zaznaczony na rysunku (b) w zadaniu nie wynosi już 40 uA tylko 10 uA. W zasadzie można przerysować rysunek (b) tylko na pionowej osi zamiast 40 uA napisać 10 uA, zamiast 20 uA napisać 5 uA.
Albo - jeśli chcesz zachować skalę - to można czerwoną linię "spłaszczyć" 4 razy, aby jej poziomy odcinek wypadał dla natężenia prądu 10 uA.
lub
zarejestruj nowe konto.
1 0
antekL1 10.11.2012 (10:50)
a)
W miarę, jak napięcie rośnie od (ujemnego) napięcia hamowania coraz większa część wybitych elektronów przepływa przez fotokomórkę, aż wreszcie prąd fotokomórki ustala się i możemy być pewni, że wszystkie wybite elektrony trafią do anody.
Przepływa wtedy prąd o natężeniu 40 uA, czyli w ciągu każdej sekundy przepływa ładunek:
q = 40 uC = 40 * 10^(-6) C
Dzielimy ten ładunek przez ładunek elektronu e = 1,6 * 10^(-19) C
i dostajemy ilość elektronów 'n'.
n = \frac{q}{e} = \frac{40\cdot 10^{-6}}{1{,}6\cdot 10^{-19}} = 2{,}5\cdot 10^{14}
b)
Żarówka jest punktowym źródłem światła i wysyła fotony w ilości N na sekundę we wszystkie strony, czyli w powierzchnię kuli o promieniu r.
Powierzchnia otworu przez który światło wpada do fotokomórki jest mała w porównaniu z powierzchnią kuli, można ją traktować jako płaski "placek" o powierzchni S.
Ze wszystkich 'N' fotonów do fotokomórki wpadnie n fotonów:
n = N\,\frac{S}{4\pi r^2}
W mianowniku równania powyżej jest powierzchnia kuli o promieniu 'r'.
Wielkości N, S nie są znane, ale istotne jest, że 'n' jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu 'r', czyli do odległości żarówki od wlotu fotokomórki.
Jeżeli przeniesiemy żarówkę z punktu A do B to odległość 'r' wzrośnie mniej-więcej dwukrotnie więc w mianowniku równania powyżej zamiast r wstawiamy 2r. Spowoduje to, że do fotokomórki wpada teraz:
n' = n / 4 fotonów.
Cztery razy mniej!. Wobec tego prąd zaznaczony na rysunku (b) w zadaniu nie wynosi już 40 uA tylko 10 uA. W zasadzie można przerysować rysunek (b) tylko na pionowej osi zamiast 40 uA napisać 10 uA, zamiast 20 uA napisać 5 uA.
Albo - jeśli chcesz zachować skalę - to można czerwoną linię "spłaszczyć" 4 razy, aby jej poziomy odcinek wypadał dla natężenia prądu 10 uA.
Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie