1. Какова наименьшая энергия фотона, при которой возможен фотоэффект на данной металлической поверхности? (ответ

Содержание: Фотоэффект и работа выхода

Пояснение: Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света вырывают электроны с поверхности металла, если они обладают достаточно большой энергией. Наименьшая энергия фотона, необходимая для возникновения фотоэффекта на данной металлической поверхности, может быть найдена с использованием формулы Эйнштейна:

\[Э_{фот} = \frac{{h \cdot c}}{{\lambda}}\]

где \(Э_{фот}\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\)), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8 \, \text{м/с}\)), \(\lambda\) - длина волны света (в метрах).

Работа выхода - это минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из поверхности металла. Она может быть рассчитана с использованием следующей формулы:

\[Р = \frac{{h \cdot c}}{{\lambda}} - Э_{фот}\]

где \(Р\) - работа выхода.

Дополнительный материал:
1. Для расчета наименьшей энергии фотона:
- Пусть дана длина волны света, например, 400 нм (штрих код лазера)
- Найдем энергию фотона:
\(Э_{фот} = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}
{{400 \times 10^{-9} \, \text{м}}} = 4.96 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\)
- Ответ: наименьшая энергия фотона для фотоэффекта составляет 4.96 эВ.

2. Для расчета работы выхода электронов:
- Пусть дана длина волны света, например, 350 нм.
- Найдем энергию фотона:
\(Э_{фот} = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}
{{350 \times 10^{-9} \, \text{м}}} = 5.66 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\)
- Найдем работу выхода:
\(Р = 5.66 \times 10^{-19} \, \text{Дж} - 4.96 \times 10^{-19} \, \text{Дж} = 0.7 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\)
- Ответ: работа выхода электронов из металла при освещении светом с длиной волны 350 нм составляет 0.7 эВ (округлено до десятых).

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта и работы выхода рекомендуется изучить основные концепции квантовой физики, включая понятия энергии фотона, длины волны света и постоянной Планка.

Ещё задача: Найдите наименьшую энергию фотона необходимую для фотоэффекта на металлической поверхности при освещении светом с длиной волны 500 нм. Ответ округлите до сотых.

Содержание: Фотоэффект и энергия фотона

Разъяснение:
Фотоэффект – это явление, при котором фотон света, попадая на металлическую поверхность, вырывает электроны из атомов данного металла. Отрыв электронов возможен только при определенной минимальной энергии фотона.

1. Для определения наименьшей энергии фотона, необходимой для возникновения фотоэффекта, воспользуемся формулой:

E = hf,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (h = 6,63 × 10^-34 Дж⋅с), f - частота света.

Однако, мы работаем с энергией, измеряемой в электрон-вольтах (эВ). Для преобразования энергии фотона из джоулей в электрон-вольты используется следующая формула:

1 эВ = 1,6 × 10^-19 Дж.

Таким образом, мы можем определить минимальную энергию фотона, используя следующую формулу:

E (эВ) = (hf) / (1,6 × 10^-19).

2. Для определения работы выхода электронов из металла при освещении его светом с известной длиной волны, воспользуемся формулой:

W = E - φ,

где W - работа выхода, E - энергия фотона, φ - функция работы металла (работа выхода электрона из металла).

В данном случае, энергию фотона можно определить, используя формулу:

E (эВ) = (hc) / λ,

где h - постоянная Планка, c - скорость света (с = 3 × 10^8 м/с), λ - длина волны света.

Подставляем значение энергии фотона в формулу работы выхода и округляем результат до десятых.

Например:
1. Данная металлическая поверхность имеет функцию работы 2 эВ. Какова наименьшая энергия фотона, при которой возможен фотоэффект на этой поверхности?

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта и взаимосвязи энергии фотона, длины волны и работы выхода, рекомендуется прочитать соответствующую теорию и примеры из учебника.

Упражнение: Металлическая поверхность имеет функцию работы 1.5 эВ. Определите наименьшую энергию фотона, при которой возможен фотоэффект на этой поверхности. В ответе укажите значение в электрон-вольтах.