2 : פתרון Vsat מתח בלימה מתח האצה .(" " ) (

‫פתרון ‪: 2‬‬
‫‪Vsat‬‬
‫מתח האצה‬
‫מתח בלימה‬
‫א( מתח העצירה הוא ‪) -3V‬המינוס מייצג את היות המתח "מתח בלימה"(‪ .‬בכל מתח גבוה ממתח זה מתקבל זרם חשמלי‬
‫דרך האמפרמטר כיוון שבלימת הפוטו‪-‬אלקטרונים )‪ V‬שלילי( אינה חזקה מספיק‪ ,‬או שישנה האצה שלהם )‪ V‬חיובי(‪.‬‬
‫ב( זרם הרוויה הוא ‪ 0.2‬אמפר‪ .‬מתח האצה גבוה מ‪ Vsat -‬אינו מגדיל עוד את הזרם )הוא ממשיך להגדיל אומנם את‬
‫מהירותם של הפוטו‪-‬אלקטרונים‪ ,‬אך קצב פליטתם מהמתכת מהווה כעת "צוואר בקבוק"(‪.‬‬
‫פתרון ‪: 3‬‬
‫‪kmax‬‬
‫‪fTH‬‬
‫א( תדירות הסף כאן היא ‪ .fTH =2·1015 Hz‬בתדירות זו יש לפוטון בדיוק האנרגיה הדרושה לעקירת אלקטרון מהמתכת‪.‬‬
‫בכל תדירות גבוהה יותר יש לפוטון אנרגיה מספיקה כדי להעניק לאלקטרון גם אנרגיה קינטית )‪ ,(Ekmax‬מעבר לעקירתו‬
‫מהמתכת‪ .‬בכל תדירות נמוכה יותר אין לפוטון אנרגיה מספיקה לעקירת אלקטרון מהמתכת‪.‬‬
‫ב( אורך גל הסף הוא ‪ λTH = C/ fTH = 0.15µm = 1500Å‬ז"א פליטת פוטו‪-‬אלקטרונים מתרחשת רק בתחום האולטרה סגול‪.‬‬
‫ג( ‪ .B = h· fTH = 6.63·10-34·2·1015 = 13.26·10-19J = 8.29eV‬חישבנו את האנרגיה של פוטון בתדירות הסף )‪ ,(fTH‬שהיא‬
‫בהגדרה האנרגיה הדרושה לעקירת אלקטרון מהמתכת‪ ,‬או בז'רגון מקצועי‪" :‬פונקצית העבודה של המתכת" – ‪.B‬‬
‫פתרון ‪:4‬‬
‫נתון‪ :‬כאשר אורך הגל הוא ‪ 6500Å‬האנרגיה הקינטית היא ‪ .1.6eV‬נמצא קודם כל את פונק' העבודה של המתכת‪ ,‬ז"א את‬
‫האנרגיה הדרושה לעקירת אלקטרון ממנה‪:‬‬
‫‪= + 1.6 => = 0.31‬‬
‫א( כאשר אורך הגל הוא ‪ 7750Å‬האנרגיה הקינטית תהיה‪− 0.31 = 1.29 :‬‬
‫ב( לפוטון בתדירות הסף יש אנרגיה השווה לפונקצית העבודה של המתכת‪:‬‬
‫‪= 7.48 ∙ 10& /0‬‬
‫)('∙‪.&∙.‬‬
‫‪.&∙'*+‬‬
‫‪%‬‬
‫‬
‫‬
‫‬
‫‬
‫ >= ‪ = +‬‬
‫= >= ‪
= −‬‬
‫= = ‪ = => ℎ ∙ "#$ = => "#$‬‬