Phương pháp giải bài tập về cường độ dòng quang điện bão hòa và hiệu suất lượng tử

- Năng lượng của nguồn sáng phát ra trong thời gian t:\(E = P.t = {N_p}\varepsilon = {N_p}\frac{{hc}}{\lambda }\)

Trong đó: N_P là số photon phát ra trong thời gian t: \({N_p} = \frac{{Pt}}{\varepsilon } = \frac{{P\lambda }}{{hc}}t\)

- Số photon của nguồn sáng phát ra trong 1s là: \({n_p} = \frac{{{N_p}}}{t} = \frac{P}{\varepsilon } = \frac{{P\lambda }}{{hc}}\)

- Cường độ dòng quang điện bão hòa là:\({I_{bh}} = \frac{q}{t} = \frac{{{N_e}.e}}{t} = {n_e}.e\)

Trong đó

• q là điện lượng chuyển từ catốt sáng anốt
• N_e là số electron bứt khỏi catốt trong thời gian t
• n_e là số electron bứt ra khỏi catốt trong 1s: \({n_e} = \frac{{{N_e}}}{t} = \frac{{{I_{bh}}}}{e}\)

- Hiệu suất lượng tử: \(H = \frac{{{n_e}}}{{{n_p}}}100\% = \frac{{{I_{bh}}.hc}}{{P\lambda e}}100\% \)

- Khi electron chuyển động trong điện trường: \(\left| e \right|\left| {{U_h}} \right| = \frac{1}{2}mv_{{\rm{max}}}^2 = \left| e \right|E{\rm{d}}\)

Với U là hiệu điện thế giữa anốt và catốt, v_A là vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt, v_K=v_max là vận tốc ban đầu cực đại của electron khi rời catốt thì: \(\left| {eU} \right| = \frac{1}{2}mv_A^2 - \frac{1}{2}mv_K^2\)

Quãng đường chuyển động mà electron đi được: \({{\rm{W}}_{{d_{{\rm{max}}}}}} = F{{\rm{s}}_{{\rm{max}}}} = q{\rm{E}}{{\rm{s}}_{{\rm{max}}}} = e\frac{U}{d}{{\rm{s}}_{{\rm{max}}}}\)