В опыте по изучению фотоэффекта свет частотой v = 5,2 • 1014 Гц падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке.

Какова мощность падающего света Р, если в среднем один из 30 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон? 

Решение:

1. По определению сила тока

где q — заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t.

2. Когда ток в цепи достигает насыщения, все фотоэлектроны, выбитые из катода, достигают анода. Тогда за время t через поперечное сечение проводника проходит заряд

где е — модуль заряда электрона, Ne количество фотоэлектро нов, выбитых из катода за т = 1 с.

Так как

(где Nф — количество фотонов, падающих на катод за 1 с),

то

3. Так как энергия фотона Еф=hv то мощность света

4. Окончательно получим:

Согласно приведённому графику сила тока насыщения Imax = 2 мА, тогда:

Ответ: Р=0,13 Вт.