Какая самая большая скорость может быть у электронов, выбитых с поверхности платины при освещении светом с длиной волны

Содержание вопроса: Работа выхода и максимальная скорость электронов

Пояснение: В данной задаче нам необходимо найти максимальную скорость электронов, выбитых с поверхности платины при освещении светом с заданной длиной волны 100 нм. Для этого нам необходимо использовать понятие работы выхода электронов из платины.

Работа выхода (W) - это количество энергии, необходимое для выхода электрона из поверхности материала. В данной задаче нам дано значение работы выхода платины.

Максимальная скорость (v) электрона может быть найдена с использованием формулы энергии фотона, а именно:

E = hv = \(\frac{hc}{λ}\),

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.63 × 10^-34 Дж • с), c - скорость света (3 × 10^8 м/с), λ - длина волны света.

Для выхода электронов из материала их энергия должна превышать работу выхода (W). Таким образом, мы можем записать:

\(\frac{hc}{λ} > W\).

Исходя из этого неравенства, мы можем найти значения E и v:

E = \(\frac{hc}{λ}\)

v = \(\sqrt{\frac{2E}{m}}\),

где m - масса электрона (9.11 × 10^-31 кг).

Например:
Дано: λ = 100 нм, W = 4.2 эВ.
Найдем максимальную скорость электрона, используя формулы:
E = \(\frac{hc}{λ} = \frac{(6.63 × 10^{-34} Дж · с) × (3 × 10^8 м/с)}{(100 × 10^{-9} м)}\) = 1.99 × 10^{-15} Дж.
v = \(\sqrt{\frac{2E}{m}} = \sqrt{\frac{2 × 1.99 × 10^{-15} Дж}{9.11 × 10^{-31} кг}}\) = 4.19 × 10^6 м/с.

Совет: Для понимания данной темы рекомендуется обратить внимание на понятие работы выхода и использование энергии фотона для определения максимальной скорости электрона. Изучение основных понятий в теории квантовой физики также может помочь в более полном понимании данной задачи.

Практика: Задача: Если работа выхода из материала равна 2 эВ, а длина волны света - 150 нм, какая будет максимальная скорость электронов?