Нам нужно добиться того, чтобы на лампе падало напряжение в 120 В и на дополнительном проводнике - оставшиеся 100 В. Ток через них протекает одинаковый (последовательное соединение), значит их сопротивления должны соотноситься как 120/100=6/5. Найдём сопротивление лампы. Из выражения для мощности P=U^2/R можно выразить: R=U^2/P. Подставляем данные: R=120*120/60=240 Ом. Значит сопротивление проводника должно быть равно 5/6*240=200 Ом. Теперь вспомним выражения сопротивления провода: R=pL/S, где p - удельное сопротивление материала (посмотрел в интернете - 1,1 Ом*мм^2/м, у вас в учебнике может быть другое значение), L - длина, S - площадь сечения. Отсюда выразим искомую длину: L=R*S/p. Подставляем известные данные: L=200*0,55/1,1=100 м. Судя по красивому результату, у вас в учебнике значение будет таким же)
Уравнение Эйнштейна, описывающее фотоэффект: h*V = A + m*v^2/2 Это частный случай закона сохранения энергии, где А - работа выхода, V - частота падающего света, v - скорость вылета электронов, h - постоянная Планка (6,62*10^-34 Дж*с), m - масса электрона (9,11*10^-31 кг). Табличные значения смотрел в интернете, у вас в учебнике могут отличаться. Частоту найдём из длины волны: V=1/L=1/400*10^-12=2,5*10^9 Гц. Заодно переведём работу выхода: 1,9 эВ = 1,9 * 1,6 * 10^-19 Дж = 3,04 * 10^-19 Дж (в принципе, можно было всё приводить и к электронвольтам). Теперь найдём получаемую цезием энергию (левую часть уравнения): h*V = 6,62*10^-34*2,5*10^9=16,55*10^-25 Дж. Отсюда выразим кинетическую энергию электрона: m*v^2/2=h*V-A=16,55*10^-25 - 3,04*10^-19 И вот тут я перестаю понимать, потому что энергия выхода получается почти в миллион раз больше полученной. Теоретически, выхода электронов не произойдёт. Может быть, я просто ошибся в расчётах. Если так, то дальше решаем так: Из полученной кинетической энергии m*v^2/2=h*V-A выражаем скорость: v^2=2*(h*V-A)/m Скорость равна корню из предыдущего выражения
Найдём сопротивление лампы. Из выражения для мощности P=U^2/R можно выразить: R=U^2/P. Подставляем данные: R=120*120/60=240 Ом. Значит сопротивление проводника должно быть равно 5/6*240=200 Ом.
Теперь вспомним выражения сопротивления провода: R=pL/S, где p - удельное сопротивление материала (посмотрел в интернете - 1,1 Ом*мм^2/м, у вас в учебнике может быть другое значение), L - длина, S - площадь сечения. Отсюда выразим искомую длину: L=R*S/p. Подставляем известные данные:
L=200*0,55/1,1=100 м. Судя по красивому результату, у вас в учебнике значение будет таким же)
h*V = A + m*v^2/2
Это частный случай закона сохранения энергии, где А - работа выхода, V - частота падающего света, v - скорость вылета электронов, h - постоянная Планка (6,62*10^-34 Дж*с), m - масса электрона (9,11*10^-31 кг). Табличные значения смотрел в интернете, у вас в учебнике могут отличаться. Частоту найдём из длины волны: V=1/L=1/400*10^-12=2,5*10^9 Гц. Заодно переведём работу выхода: 1,9 эВ = 1,9 * 1,6 * 10^-19 Дж = 3,04 * 10^-19 Дж (в принципе, можно было всё приводить и к электронвольтам).
Теперь найдём получаемую цезием энергию (левую часть уравнения):
h*V = 6,62*10^-34*2,5*10^9=16,55*10^-25 Дж.
Отсюда выразим кинетическую энергию электрона:
m*v^2/2=h*V-A=16,55*10^-25 - 3,04*10^-19
И вот тут я перестаю понимать, потому что энергия выхода получается почти в миллион раз больше полученной. Теоретически, выхода электронов не произойдёт. Может быть, я просто ошибся в расчётах. Если так, то дальше решаем так:
Из полученной кинетической энергии m*v^2/2=h*V-A выражаем скорость: v^2=2*(h*V-A)/m
Скорость равна корню из предыдущего выражения