На металл падает свет с длиной волны = 300 нм. Работа выхода электронов из металла равна А = 2,23 эв. Электроны вылетают из катода и попадают в однородное магнитное поле перпендикулярно линям магнитной индукции. Определить знации магнитного поля, если в магнитном поле электроны движутся по окружности радиусом R = 4 мм.
Для определения знака магнитного поля можно воспользоваться формулой, описывающей радиус движения заряженной частицы в магнитном поле:
R = (mv) / (qB),
где R - радиус движения электрона,
m - масса электрона,
v - скорость электрона,
q - заряд электрона,
B - магнитная индукция.
Выразим магнитную индукцию B из этой формулы:
B = (mv) / (qR).
Масса электрона m = 9.11 10^-31 кг,
Заряд электрона q = 1.6 10^-19 Кл,
Радиус R = 4 мм = 4 * 10^-3 м.
Сначала найдем скорость электрона. Для этого воспользуемся формулой работы выхода электронов и формулой для энергии кинетической энергии:
А = Eк + Ф,
где
Eк = mv^2 / 2,
ф - функция выхода.
Функцию выхода переведем в джоули:
Ф = 2,23 1.6 10^-19 Дж = 3.568 * 10^-19 Дж.
Теперь найдем скорость:
Ф = Eк + Ф
mv^2 / 2 = Ф
v^2 = 2Ф / m
v = sqrt(2 3.568 10^-19 / 9.11 10^-31) = 6.57 10^5 м/c.
Теперь можем найти магнитную индукцию:
B = (9.11 10^-31 6.56 10^5) / (1.6 10^-19 4 10^-3) = 2.26 Тл.
Таким образом, знак магнитного поля равен +2.26 Тл.