Номер 2, страница 322 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

2. Что препятствует выходу электронов с поверхности тел?

1. Да, электрический ток в вакууме создать можно. Электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. В вакууме, то есть в пространстве, свободном от вещества, изначально нет свободных носителей заряда. Чтобы создать ток, необходимо:
1. Ввести в вакуум заряженные частицы. Чаще всего для этого используют электроны. Их можно получить, например, с помощью термоэлектронной эмиссии — «испарения» электронов с поверхности сильно нагретого металлического катода. Другие способы — фотоэлектронная эмиссия (фотоэффект) или автоэлектронная эмиссия (в очень сильных электрических полях).
2. Создать в вакууме электрическое поле, которое заставит эти частицы двигаться упорядоченно. Для этого между двумя электродами (катодом, испускающим электроны, и анодом, их собирающим) создают разность потенциалов. Электроны, имея отрицательный заряд, будут двигаться от катода к положительно заряженному аноду, создавая электрический ток.
Классическим примером устройства, в котором протекает ток в вакууме, является вакуумный диод (электронная лампа).

Ответ: Да, можно, если ввести в вакуум носители заряда (например, электроны) и создать электрическое поле для их упорядоченного движения.

2. Выходу электронов с поверхности тел (в частности, металлов) препятствуют силы электростатического притяжения со стороны положительно заряженных ионов кристаллической решетки.
Внутри металла свободные электроны движутся хаотично, и их притяжение к ионам решетки в среднем скомпенсировано со всех сторон. Однако, когда электрон пытается покинуть поверхность металла, эта компенсация нарушается. На поверхности возникает избыточный положительный заряд, который притягивает электрон обратно. Возникает так называемый потенциальный барьер, который электрон должен преодолеть, чтобы вылететь из металла. Для этого электрону необходимо сообщить дополнительную энергию.

Ответ: Выходу электронов препятствуют силы кулоновского притяжения к положительным ионам кристаллической решётки, которые создают потенциальный барьер на границе тела и вакуума.

3. Работой выхода называется минимальная энергия, которую необходимо сообщить электрону, чтобы удалить его с поверхности твёрдого или жидкого тела в вакуум.
Эта величина является характеристикой вещества и его поверхностного состояния. Работа выхода измеряет, насколько сильно электроны связаны с веществом. Чем меньше работа выхода, тем легче электронам покинуть поверхность. Обычно работа выхода измеряется в электрон-вольтах (эВ). Например, для цезия работа выхода составляет около 2,1 эВ, а для платины — около 5,6 эВ.
Энергия, необходимая для преодоления работы выхода, может быть получена электроном от внешних источников: за счет нагревания (термоэлектронная эмиссия), поглощения фотона света (фотоэффект) или воздействия сильного электрического поля. В случае фотоэффекта энергия падающего фотона $h\nu$ должна быть не меньше работы выхода $A_{вых}$: $h\nu \geq A_{вых}$.

Ответ: Работа выхода — это минимальная энергия, необходимая для того, чтобы электрон покинул поверхность вещества.