Какая частота света вызывает фотоэффект на данном металле, если электроны, вылетающие с его поверхности, полностью

Фотоэффект и частота света
Разъяснение: Фотоэффект - это явление, когда свет взаимодействует с поверхностью металла и вызывает вылет электронов из него. Частота света определяет энергию фотона, которая должна быть достаточной для преодоления работы выхода электронов из металла.

В данной задаче нам известно, что электроны полностью задерживаются разностью потенциалов в 3 вольта. Для того чтобы найти частоту света, вызывающую фотоэффект, мы можем воспользоваться формулой Эйнштейна:

E = hf - Ф,
где E - кинетическая энергия электрона, h - постоянная Планка (6,626 * 10^-34 Дж⋅с), f - частота световой волны, Ф - работа выхода электрона.

Так как электроны полностью задерживаются разностью потенциалов в 3 вольта, то кинетическая энергия электрона равна 0. Тогда мы можем переписать формулу:

0 = hf - Ф.
Фактически, задача сводится к тому, чтобы найти частоту света, при которой энергия фотона равна работе выхода электрона.

Работа выхода электрона определяется величиной Ф, которая зависит от металла. Для данной задачи мы не знаем конкретного металла, поэтому не можем точно указать работу выхода электрона.

Дополнительный материал: В данной задаче нам необходимо найти частоту света, вызывающую фотоэффект на данном металле при заданной разности потенциалов. Для этого вычислим частоту света по формуле фотоэффекта: f = (Ф + E) / h, где Ф - работа выхода электрона, E - задерживающее напряжение, h - постоянная Планка. Подставляя известные значения, получаем: f = (3 В + 0 В) / 6,626 * 10^-34 Дж⋅с = 4,53 * 10^33 Гц.

Совет: Для более легкого понимания фотоэффекта и связанной с ним формулы, рекомендуется изучить энергетическую модель атома, понятие энергетических уровней и основные физические величины, такие как работа выхода и постоянная Планка.

Задача для проверки: Какая частота света вызывает фотоэффект на металле с разностью потенциалов 2 вольта и работой выхода электрона 1,5 эВ? (Ответ: 1,48 * 10^15 Гц)

Тема занятия: Фотоэффект и частота света

Разъяснение: Фотоэффект - это явление, при котором свет с достаточно высокой энергией вызывает выбивание электронов из металла. Частота света, необходимая для вызывания фотоэффекта на данном металле, можно рассчитать, зная разность потенциалов, при которой электроны полностью задерживаются.

Согласно формуле фотоэффекта, энергия фотона света пропорциональна его частоте: Э = h * f, где h - постоянная Планка (6,63 * 10^-34 Дж * с), f - частота света.

Разность потенциалов, необходимая для задержания электронов, связана с энергией фотона следующим образом: Э = e * U, где e - элементарный заряд (1,6 * 10^-19 Кл), U - разность потенциалов (3 В).

Равенство этих двух выражений позволяет рассчитать частоту света: h * f = e * U.

Таким образом, для нахождения частоты света f необходимо разделить энергию фотона Э на постоянную Планка h, и затем поделить это значение на элементарный заряд e: f = Э / (h * e).

Подставляя в данное выражение известные значения (Э = 3 Дж, h = 6,63 * 10^-34 Дж * с, e = 1,6 * 10^-19 Кл), получаем f = (3 Дж) / (6,63 * 10^-34 Дж * с * 1,6 * 10^-19 Кл) ≈ 1,32 * 10^15 Гц.

Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект и его связь с частотой света, рекомендуется изучить энергетический спектр света и основные принципы квантовой физики. Также полезно осознать, что энергия фотона пропорциональна его частоте, и чем выше частота, тем большую энергию несет свет.

Ещё задача: Какова частота света, вызывающего фотоэффект на металле, если разность потенциалов составляет 2 вольта? (ответ округлите до ближайшего целого числа в герцах).