Какая максимальная скорость имеет электрон, вылетающий при освещении цинка светом длиной волны 200 нм, при работе

Физика: Решение задачи о скорости электрона

Разъяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу Альберта Эйнштейна, которая связывает энергию фотона (световой квант) с его длиной волны:

E = h * f

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (h = 6.626 × 10^-34 J*s), f - частота светового излучения (f = c / λ, где c - скорость света, λ - длина волны).

Для расчета скорости электрона воспользуемся законом сохранения энергии:

Энергия фотона = Энергия выхода электрона + Кинетическая энергия электрона

E = Φ + K

Таким образом, мы можем записать уравнение в форме:

h * f = Φ + (1/2)mv^2

где Φ - работа выхода электрона, m - масса электрона, v - его скорость.

Для решения уравнения нам необходимо знать массу электрона (m = 9.11 × 10^-31 кг) и работу выхода электрона (Φ = 6.72 × 10^-19 Дж).

Подставляя известные значения в уравнение, мы можем выразить скорость электрона:

v = √((2(h * f - Φ)) / m)

Теперь давайте подставим значения в формулу и найдем скорость электрона:

v = √((2(6.626 × 10^-34 J*s * (3 × 10^8 м/с) / (200 × 10^-9 м - 6.72 × 10^-19 Дж)) / (9.11 × 10^-31 кг))

v ≈ 6.29 × 10^6 м/с

Пример использования:
Дано:
Длина волны света (λ) = 200 нм (200 × 10^-9 м)
Работа выхода (Φ) = 6.72 × 10^-19 Дж

Чтобы найти максимальную скорость электрона, мы используем формулу:

v = √((2(h * f - Φ)) / m)

Подставляя известные значения, мы получаем:

v = √((2(6.626 × 10^-34 J*s * (3 × 10^8 м/с)) / (200 × 10^-9 м - 6.72 × 10^-19 Дж)) / (9.11 × 10^-31 кг))

v ≈ 6.29 × 10^6 м/с

Совет:
Важно помнить, что в формулах для решения задач по физике необходимо использовать значения в соответствующих единицах измерения. Проверьте, что все значения даны в нужных единицах перед подстановкой в формулу.

Упражнение:
Дайте максимальную скорость электрона, вылетающего при освещении магния светом длиной волны 400 нм, если работа выхода равна 4.5 × 10^-19 Дж.