Цезийдің бетіне далдыру жарықтарының λ толқыны 0,685 мкм-ке созылған. Цезий үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы λ0

Тема урока: Фотоэффект

Объяснение: Фотоэффект - это явление, при котором при попадании световой волны на поверхность материала происходит выход электронов из вещества. Это свойство света объясняется тем, что свет обладает двойственной природой - он обладает одновременно как частицами (фотонами), так и волнами. Для того чтобы электрон вышел из вещества, необходима определенная минимальная энергия, называемая работой выхода.

а) Для определения энергии падающего света можно использовать формулу:

Энергия фотона (E) = Планковская постоянная (h) * Скорость света (c) / Длина волны света (λ)

где h = 6,63 х 10^-34 Дж/с, c - скорость света, λ - длина волны света.

Таким образом, энергия падающего света составляет:

E = (6,63 х 10^-34 Дж/с) * (3 х 10^8 м/с) / (0,685 х 10^-6 м)

б) Для определения выходной кинетической энергии электрона воспользуемся формулой:

Кинетическая энергия электрона (K) = Энергия фотона (E) - Работа выхода (ϕ)

в) Чтобы узнать, происходит ли фотоэффект, необходимо сравнить энергию фотона с работой выхода:

- Если энергия фотона больше работы выхода, то фотоэффект происходит.
- Если энергия фотона меньше работы выхода, то фотоэффект не происходит.

д) Для определения кинетической энергии электрона можно использовать формулу:

Кинетическая энергия электрона (K) = Энергия фотона (E) - Работа выхода (ϕ)

е) Для определения скорости вылета электрона можно использовать формулу:

Скорость вылета электрона (v) = √((2 * Кинетическая энергия) / Электронная масса)

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется изучить энергетические уровни атомов и свойства электронов.

Задача на проверку: Падающий свет имеет длину волны λ = 600 нм. Работа выхода из материала равна ϕ = 3,0 эВ. Найдите:
а) Энергию падающего фотона.
б) Кинетическую энергию электрона.
в) Определите, произойдет ли фотоэффект. Сравните энергию фотона и работу выхода.
г) Определите скорость вылета электрона.

Предмет вопроса: Фотоэффект

Разъяснение:
а) Энергия света может быть рассчитана с использованием формулы Эйнштейна: E = h * f, где E - энергия света, h - постоянная Планка (6,63 х 10^-34 Дж/с), f - частота света.
Мы можем найти частоту света, используя формулу: f = c / λ, где c - скорость света (3 х 10^8 м/с), λ - длина волны света.

Подставив значения, получаем: f = (3 х 10^8 м/с) / (0,685 мкм * 10^-6 м/мкм) = 4,38 х 10^14 Гц.

Теперь мы можем вычислить энергию света, зная частоту: E = (6,63 х 10^-34 Дж/с) * (4,38 х 10^14 Гц) = 2,9 х 10^-19 Дж.

б) Кинетическая энергия электрона, вылетевшего из металла, может быть вычислена, используя формулу: Ek = E - φ, где Ek - кинетическая энергия электрона, E - энергия света (рассчитанная в пункте а), φ - работа, необходимая для вылета электрона.

Таким образом, чтобы найти кинетическую энергию электрона, нам нужно знать работу функции. В данной задаче нам не дана эта информация, поэтому мы не можем точно ответить на этот вопрос.

в) Фотоэффект является явлением, при котором свет, попадающий на поверхность металла, вызывает выход электронов из металла. Если энергия света недостаточна для преодоления работы функции (φ), то фотоэффект не происходит.

д) Кинетическая энергия электрона может быть рассчитана с использованием формулы, упомянутой в пункте б (Ek = E - φ). Однако, так как данная задача не предоставляет нам работу функции (φ), мы не можем рассчитать кинетическую энергию электрона.

е) Для определения скорости электрона, нам необходимо знать его массу. Данная задача не предоставляет информации о массе электрона, поэтому мы не можем рассчитать его скорость.

Совет: В данной задаче, для полного решения требуется больше информации, так как нам необходимо знать работу функции и массу электрона. Однако, мы можем рассчитать энергию света и выразить свою невозможность рассчитать определенные значения.

Практика: Если энергия света увеличится до 4,4 х 10^-19 Дж, найдите кинетическую энергию электрона, если работа функции равна 2,5 х 10^-19 Дж.