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Physique Atomique: Effet photoélectrique

Posté par
Khalifa
08-05-20 à 16:20

Bonsoir à tous, je suis confiné à la maison tout en continuant à m'exercer. Voici un sujet qui me tourmente la tête surtout la première question.
Voici l'énoncé:
Une source S monochromatique de longueur d'onde λ_0=0,6µm qui émet dans toutes les directions une puissance P= 10W. Elle éclaire la cathode d'une cellule photoélectrique constituée d'un métal dont l'énergie d'extraction est égale à 1,8ev.
La cathode d'aire π〖cm〗^2 est assimilée à une portion de sphère de rayon R=1m et de centre S.
Calculer la puissance lumineuse reçue par la cathode.
Quel est le nombre de photons reçus par la cellule en une seconde ?
Faire le bilan entre énergétique entre un photon et un atome.
En déduire la vitesse maximale des électrons émis à la cathode.

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 16:26

Ce que je connais:
La puissance lumineuse a pour expression: P= N. h. f où N est le nombre de photons par seconde, h la constante de Planck et f la fréquence de la radiation utilisée.

Ce que je comprends pas:
Le nombre de photons est demandé à la deuxième question que je pouvais trouvé une fois que j'aurais trouvé la puissance lumineuse.
Cordialement

Posté par
krinn Correcteur
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 17:17

Bonsoir,
Il suffit de remarquer que la puissance P est uniformement répartie sur la surface de la sphère de rayon 1m donc d'en déduire la puissance par cm2 et comme on connaît la surface de la cathode on trouve la puissance demandée.

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 18:18

Si je comprends bien,  je dois établir la formule suivante:
Puissance lumineuse= Puissance répartie sur la sphère divisée par la surface de la sphère?
Cordialement

Posté par
krinn Correcteur
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 18:35

Pas tout à fait:
10W sont répartis sur la surface de la sphère de rayon 1m, donc cela fait une puissance surfacique de ..... / cm2

Ensuite on multiplie par la surface de la cathode pour trouver la puissance reçue par la cathode

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 18:39

Je parviens pas toujours comprendre cher

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 18:44

10W sont répartis sur la surface de la sphère de rayon 1m, donc cela fait une puissance surfacique de 10W / cm2.
La surface de la cathode cm2

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 18:53

La puissance surfacique a pour valeur alors 10W/cm2.
Soit Ps= la puissance surfacique et Pl= la puissance lumineuse.
Ps= Pl/S alors Pl= S. Ps= cm.10W/[cm][/2]

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 18:54

Rectification:
Pl= S.Ps= .10W/cm2

Posté par
krinn Correcteur
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 19:12

Citation :
La puissance surfacique a pour valeur alors 10W/cm2.


Non, la surface d'une sphère de 1m de rayon ne fait pas 1cm2

Que vaut la surface d'une sphère de 1m de rayon ?

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 19:27

S= 4/3π.r^2=4/3×3,14×1×1=4,18m^2

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 19:31

autrement dit:
s= 4,18×10^4 cm^2

Posté par
krinn Correcteur
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 20:12

Attention! S= 4R2

Donc S= 12,6 104 cm2

Donc ça fait une puissance surfacique de 10/S = ... W/cm2

Et la cathode reçoit Precue = .... W

Posté par
Khalifa
re : Physique Atomique: Effet photoélectrique 08-05-20 à 20:24

Ah oui j'avais oublié de confondre le volume à la surface.
J'ai trouvé que la surface est= 0,79×10^-4w/cm^2.
et la puissance est alors= 2,49×19^-4 W.
merci beaucoup



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