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Problème 3

Une lumière monochromatique de fréquence nu éclaire un métal de travail d'extraction Φ\Phi, avec hνh\nu > Φ\Phi. Utiliser l'équation d'Einstein de l'effet photoélectrique, négliger toute perte et supposer les électrons émis non relativistes. On note h la constante de Planck, e > 0 la valeur absolue de la charge de l'électron et m_e sa masse. Déterminer l'énergie cinétique maximale K_max, la valeur absolue du potentiel d'arrêt V_s et la vitesse maximale des électrons. On suppose un rayonnement monochromatique et qu’un électron émis absorbe l’énergie d’un photon ; on néglige les interactions entre électrons et les pertes dans le métal. (a) Écrire le bilan d’énergie pour l’électron le plus énergétique. (b) En déduire la valeur absolue de la tension d’arrêt. (c) Calculer sa vitesse maximale dans l’approximation non relativiste et préciser le seuil d’émission.
Kmax⁡=hν−ΦK_{\max}=h\nu-\Phi
problems.proof.analysis

Une partie de l'énergie du photon sert à extraire l'électron du métal (travail Phi) ; le reste est l'énergie cinétique de l'électron le plus rapide.

problems.proof.pitfall. Conserver la convention de signe et distinguer grandeur algébrique et valeur absolue.