Работа выхода электрона с поверхности фотокатода составляет 9×10–19 Дж. Известно, что при облучении фотоэлемента светом, фототок прекращается при запирающем напряжении 4,2 В. Найдите частоту световой волны, падающей на фотоэлемент.

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта, которое гласит:

Э = hf - Ф,

где Э - работа выхода электрона с поверхности фотокатода (в нашем случае 9×10^-19 Дж), h - постоянная Планка (6,63×10^-34 Дж·с), f - частота световой волны и Ф - запирающее напряжение (в нашем случае 4,2 В).

Мы хотим найти частоту световой волны, поэтому нам нужно выразить f из этого уравнения.

Перепишем уравнение Эйнштейна:

hf = Э + Ф.

Теперь выразим f:
f = (Э + Ф)/h.

Подставим известные значения:
f = (9×10^-19 Дж + 4,2 В)/6,63×10^-34 Дж·с.

Для удобства, давайте приведем запирающее напряжение к Дж:
1 В = 1 Дж/Кл, поэтому 4,2 В = 4,2 Дж/Кл.

Теперь подставим значения:
f = (9×10^-19 Дж + 4,2 Дж/Кл)/6,63×10^-34 Дж·с.

Сократим подобные единицы (Дж):
f = (9×10^-19 Дж + 4,2×10^-19 Дж)/6,63×10^-34 Дж·с.

f = 13,2×10^-19 Дж/6,63×10^-34 Дж·с.

Выполним деление:
f = 2×10^15 Гц.

Ответ: Частота световой волны, падающей на фотоэлемент, составляет 2×10^15 Гц.