Что произойдет со значением максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, если частота падающего на катод света

Тема занятия: Фотоэффект

Пояснение:
Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света выбивают электроны из вещества. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от энергии фотонов света, а энергия фотона связана с его частотой по формуле E = h * f, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света.

Если частота падающего на катод света увеличится вдвое, то, согласно формуле E = h * f, энергия фотонов также увеличится вдвое. При фотоэффекте энергия фотона должна превысить работу выхода материала, чтобы выбить электрон. Если энергия фотона увеличивается вдвое, это значит, что энергия фотона теперь будет больше, чем работа выхода, и кинетическая энергия фотоэлектронов также увеличится.

Таким образом, если частота падающего на катод света увеличится вдвое, значением максимальной кинетической энергии фотоэлектронов также увеличится.

Например:

Значение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов равно 2 эВ (электрон-вольт). Частота падающего на катод света составляет 5 * 10^14 Гц. Что произойдет со значением максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, если частота света увеличится вдвое?

Решение:
Исходная частота света: f1 = 5 * 10^14 Гц
Удвоенная частота света: f2 = 2 * f1 = 2 * 5 * 10^14 Гц = 10 * 10^14 Гц = 10^15 Гц

Согласно формуле E = h * f, где h - постоянная Планка равна 4,135 * 10^(-15) Эрг-с, найдем энергию фотонов для исходной и удвоенной частоты света:
Исходная энергия фотона: E1 = h * f1 = 4,135 * 10^(-15) * 5 * 10^14 = 20,675 * 10^(-1) = 20,675 Эрг
Удвоенная энергия фотона: E2 = h * f2 = 4,135 * 10^(-15) * 10 * 10^14 = 41.35 * 10^(-1) = 41.35 Эрг

Заметим, что энергия фотона увеличилась вдвое и составила 41.35 Эрг. Следовательно, значение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов также увеличится и будет равно 41.35 Эрг.

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется изучить важные понятия, такие как работа выхода, постоянная Планка и зависимость энергии фотонов от их частоты.

Проверочное упражнение:
Значение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона составляет 3.5 эВ. Частота света, падающего на катод, равна 6 * 10^14 Гц. Какое значение максимальной кинетической энергии фотоэлектрона будет, если частота света увеличится в три раза?