Vận tốc của quang điện tử - Vật lý 12

Gia tốc tác dụng lên e : $a=\frac{Ue}{md}$

Quãng đường cực đại : $s_{max}=\frac{v^2}{2a}=\frac{v^{2}md}{Ue}$

Với U là hiệu điện thế đặt vào hai bản tụ AB

d : khoảng cách giữa hai bản

Vì $U_{AK}>0$ nên anot hút các electron về phía nó. Những electron có vận tốc ban đầu cực đại bắn ra theo phương song song với hai bản sẽ ứng với $R_{max}$

Từ phương trình chuyển đông: $\left\{\begin{array}{l}x=v_{0}t\\ y=\frac{a{t}^2}{2}\end{array}\right.$ thay $x_D= R$ và $y_D=D$

Ta được  : $\left\{\begin{array}{l}d=y=\frac{a{t}^2}{2}\Rightarrow t=\sqrt{\frac{2d}{a}}\\ R=x=v_{0}t=v_0\sqrt{\frac{2d}{a}}\end{array}\right.$ với $a=\frac{F}{m}=\frac{\left|e\right|U}{md}$

$\Rightarrow R_{max}=v_0\sqrt{\frac{2d}{\left|a\right|}}$

Khi $W_{đ}=U_{AK}e$ ;$U_{AK}$ điện thế hãm

$R_{max}=2d\sqrt{\frac{U_{AK}}{U}}$

Theo phương Ox , Oy: 

$a=\frac{Ue}{md}$$\left\{\begin{array}{l}{v}_x=v_0\sin \left(\alpha \right)\\ v_y=-v_0\cos \left(\alpha \right)+at\end{array}\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=v_{0}t\sin \left(\alpha \right)\\ y=-v_{0}t\cos \left(\alpha \right)+\frac{a{t}^2}{2}\end{array}\right.\right.$

Khi ra vừa khỏi bản tụ thì bay theo phương ngang

$$\begin{gathered} v_y=0\Rightarrow t=\frac{v_0\cos \left(\alpha \right)}{a} \\ \Rightarrow x=\frac{{v_0}^2\sin \left(\alpha \right)\cos \left(\alpha \right)}{a} \end{gathered}$$

Hạt chuyển động ném ngang : $a=\frac{Ue}{m.d}$

Thời gian chuyển động theo phương ngang trong khoảng chiều dài tụ : $t=\frac{l}{v_0}$

Thời gian bay đến bản dương : $t=\sqrt{\frac{2h}{a}}=\sqrt{\frac{2.{\displaystyle h}}{{\displaystyle \frac{Ue}{md}}}}=\sqrt{\frac{2h{m}_e}{U.e.d}}$

 Thời gian bay trong bản tụ là $t=Min\left(t_1;t_2\right)$

Với

$\alpha$ là góc hợp bởi bản và hướng của e

$v$ là vận tốc của e khi ra khỏi bản

$v_x$ là vận tốc theo phương ngang

giả sử hạt bay từ M đến N , biết $U_{MN}<0$

Biến thiên động năng:

$W_{đN}-W_{đM}=U_{MN}.\left(-e\right)$

$\Rightarrow v_N=\sqrt{{v_M}^2-\frac{2U_{MN}.e}{m_e}}=\sqrt{\frac{2\left(\epsilon -A\right)-2U_{MN}.e}{m_e}}$

s : quãng đường e đi được

U: độ lớn hiệu điện thế dăt vào bản tụ

d: khoảng cách giữa hai bản tụ

s : quãng đường e đi được

U: độ lớn hiệu điện thế dăt vào bản tụ

d: khoảng cách giữa hai bản tụ

Xác định thời gian bay bên trong tụ :

$t_1=\frac{l}{v_0} ; t_2=\sqrt{\frac{2hmd}{Ue}}$

$TH1: t_2>t_1$ Tụ chưa đi hết chiều dài bản :

$v_M=\sqrt{{v_O}^2+\frac{2Ueh}{md}}$

$TH1: t_2<t_1$Tụ  đã đi hết chiều dài bản :

$$\begin{gathered} v_M=\sqrt{{v_O}^2+\frac{2Ue}{md}}=\sqrt{{v_o}^2+2a\left(h-h_2\right)} \\ {h}_2=h-\frac{a{t}^2}{2}=h-\frac{a{v_o}^2}{2l^2} \\ \Rightarrow v_M=\sqrt{{v_O}^2+\frac{2Ue∆h}{md}}=\sqrt{{v_o}^2+2a\left(h-h_2\right)}=v_o\sqrt{1+\frac{a^2}{l^2}} \end{gathered}$$

Cho e chuyển động trong từ trường có cảm ứng từ vuông góc với chuyển động thì để e tiếp tục chuyển động thẳng lực điện phải cân bằng lực lorent

Khi e chuyển động cùng phương với cảm ứng từ thì nó cũng chuyển động thẳng nhưng vận tốc thay đổi và không xác định được giá trị của cảm ứng từ B

Điều kiện cân bằng:

$$\begin{gathered} F_{đ}=F_L \\ \Rightarrow E=vB \end{gathered}$$

Chiều lực từ theo quy tắc bàn tay phải

Lực lorent đóng vai trò lực hướng tâm : 

$$\begin{gathered} Bev\sin \left(\alpha \right)=m\frac{v^2}{R} \\ \Rightarrow R=\frac{mv}{eB}\sin \left(\alpha \right) \end{gathered}$$

Với v là vận tốc của electron

      B: Cảm ứng từ $\left(T\right)$

      e =$1,6.{10}^{-19}$ $\left(C\right)$

     $U_h$ là hiệu điện hãm

Chu kì T là khoảng thời gian mà e chuyển động xong 1 vòng

$T=\frac{s}{v}=\frac{2\pi R}{v}$

Với R là bán kính quỹ đạo

Với $R_1;R_2$ là bán kính quỹ đạo của electron trong từ trường.

      ${\epsilon }_1;{\epsilon }_2$ là năng lượng ánh sáng chiếu tới

      $A$ công thoát

      $W_{đ1} ;W_{đ2}$ là động năng của electron

Với v : vận tốc cực đại của electron $\left(m/s\right)$

     $U_h$ điện thế hãm

      $W_{đ}$ động năng cực đại của electron $\left(J\right)$

      $\epsilon ;A$ năng lượng chùm sáng chiếu vào và công thoát $\left(J\right)$

Với $v_1;v_2$ : vận tốc cực đại của electron ứng với ánh sáng 1 và ánh sáng 2 $\left(m/s\right)$

      $W_{đ1};W_{đ2}$ động năng cực đại của electron ứng với ánh sáng 1 và ánh sáng 2 $\left(J\right)$

      ${\epsilon }_1;{\epsilon }_2;A$ năng lượng chùm sáng chiếu vào ứng với ánh sáng 1 và ánh sáng 2 và công thoát $\left(J\right)$

      ${\lambda }_1;{\lambda }_2;{\lambda }_0$bước sóngchùm sáng chiếu vào ứng với ánh sáng 1 và ánh sáng 2 và giới hạn quang điện

Công thoát của kim loại là năng lượng cần thiết để electron bức ra khỏi liên kết.

Với ${\lambda }_0$ giới hạn quang điện của kim loại