Чи буде спостерігатися фотоефект, якщо світлові хвилі з довжиною хвилі 4,5*10^-7 падатимуть на золото? Яка є робота

Содержание вопроса: Фотоефект

Пояснение:
Фотоефект - это явление, при котором электроны вырываются из поверхности материала при попадании на нее фотонов света с достаточной энергией. Основной параметр, влияющий на возникновение фотоефекта, - это частота (или длина волны) световых волн, падающих на материал.

Чтобы определить, будет ли наблюдаться фотоефект, нужно проверить, превышает ли энергия фотона его предельную энергию, необходимую для вырывания электрона из золота. Предельная энергия определяется работой выхода электронов из поверхности материала.

Работа выхода электронов из поверхности золота равна 4,7 электрон-вольт (эВ).

Энергия фотона (E) связана с его частотой (ν) следующим соотношением: E = h * ν, где h - постоянная Планка (h = 6,626 * 10^-34 Дж * с).

Дано, что длина волны (λ) равна 4,5 * 10^-7 м.
Связь между частотой и длиной волны дана следующим соотношением: λ = c / ν, где c - скорость света (c = 3 * 10^8 м/с).

Длина волны (λ) и частота (ν) связаны следующим соотношением: c = λ * ν.

Решая это уравнение относительно частоты, мы получим ν = c / λ.


Чтобы узнать, будет ли наблюдаться фотоефект, мы сравниваем энергию фотона (E) и работу выхода электрона золота (W). Если E ≥ W, тогда будет наблюдаться фотоефект и электроны будут выходить из поверхности материала.

Применяя полученные формулы, мы можем рассчитать частоту света, связанную с волновой длиной 4,5 * 10^-7 м:
ν = c / λ = (3 * 10^8 м/с) / (4,5 * 10^-7 м) ≈ 6,67 * 10^14 Гц.

Теперь мы можем рассчитать энергию фотона (E):
E = h * ν = (6,626 * 10^-34 Дж * с) * (6,67 * 10^14 Гц) ≈ 4,41 * 10^-19 Дж.

Проверим данную энергию фотона с работой выхода электронов из золота (W = 4,7 эВ).
Для сравнения энергии, переведем работу выхода электронов из золота из эВ в Дж:
1 эВ ≈ 1,6 * 10^-19 Дж.
Таким образом, W ≈ (4,7 эВ) * (1,6 * 10^-19 Дж/эВ) ≈ 7,52 * 10^-19 Дж.

E < W, так как 4,41 * 10^-19 Дж < 7,52 * 10^-19 Дж.

Исходя из этого, энергия фотона недостаточна, чтобы вырвать электроны из золота, и фотоефект не будет наблюдаться.

Совет:
Для лучшего понимания фотоефекта и его условий возникновения, рекомендуется изучение электромагнитного излучения, длины волн, частоты света и энергии фотонов. Ознакомьтесь с принципами работы фотоэлемента, и вы сможете легко понять, будет ли наблюдаться фотоефект в конкретной ситуации.

Закрепляющее упражнение:
Как изменится результат, если световые волны будут иметь длину волны 5 * 10^-7 метра? Объясните свой ответ и определите, будет ли наблюдаться фотоефект.