Какая скорость у электрона, выбитого с поверхности натрия светом с длиной волны 410 нм и работой выхода 2,28 эВ (ответ

Тема вопроса: Кинетическая энергия электрона после выбивания светом с поверхности натрия

Описание:
Когда свет падает на поверхность металла, электроны могут быть выбиты наружу. Это происходит из-за того, что энергия света передается электронам, достаточно для преодоления работы выхода, т.е. минимальной энергии, необходимой для выхода электрона с поверхности металла.

Работа выхода (Work Function) - это минимальная энергия, необходимая для выпуска электрона с поверхности материала. Данная работа выхода для натрия составляет 2,28 эВ.

Энергия света (Work Function) можно выразить через длину волны света (λ) с помощью формулы:
E = (hc)/λ

где h - постоянная Планка (6.62607015 x 10^-34 Дж * с),
c - скорость света (299,792,458 м/с).

Для решения задачи, сначала вычислим энергию света, используя данную формулу:
E = (6.62607015 x 10^-34 Дж * с x 299,792,458 м/с) / 410 x 10^-9 м.

После этого вычтем работу выхода из энергии света для определения кинетической энергии электрона:
K.E. = E - Work Function.

Кинетическую энергию электрона можно связать со скоростью с помощью формулы:
K.E. = (1/2)mv^2,

где m - масса электрона (9.11 x 10^-31 кг) и
v - скорость электрона.

Итак, для определения скорости электрона, выбитого светом с заданной длиной волны и работой выхода, сначала найдем кинетическую энергию электрона, а затем решим уравнение для скорости:
K.E. = (1/2)mv^2.

Доп. материал:
Для света с длиной волны 410 нм и работой выхода 2,28 эВ (электронвольты), определим скорость выбитого электрона.

Совет:
Для понимания данной задачи, важно использовать соответствующие формулы и единицы измерения. Также важно понимать связь между энергией света, работой выхода и кинетической энергией электрона.

Задача на проверку:
Какая скорость у электрона, если длина волны света равна 550 нм и работа выхода составляет 3,6 эВ? (Ответ округлить до целого числа и выразить в км/с).

Предмет вопроса: Скорость вылета электрона

Разъяснение: Для решения этой задачи нам понадобится знание о двух концепциях: работы выхода и формуле де Бройля.

Работа выхода - это минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из материала. В данной задаче работа выхода равна 2,28 эВ.

Формула де Бройля связывает длину волны света с импульсом частицы. Известно, что энергия световой волны равна энергии фотона, которая может быть выражена через работу выхода:

E = h*f = h*c/λ = φ + 1/2*m*v^2

где h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^(-34) Дж*с), f - частота света, c - скорость света (299,792,458 м/с), λ - длина волны света, φ - работа выхода, m - масса электрона, v - скорость электрона.

Теперь мы можем найти скорость электрона. Подставив известные значения в формулу де Бройля и решив уравнение относительно v, получим:

2,28 эВ = 1/2*m*v^2

v^2 = (2*2,28*1,6*10^(-19))/9,11*10^(-31)

v ≈ 3,14*10^6 м/с

Округлив эту скорость до целого числа и преобразовав результат в км/с, мы получим окончательный ответ:

Скорость электрона при вылете составляет примерно 3,14*10^3 км/с.

Совет: Важно следить за единицами измерения в каждом шаге решения задачи. Обратите внимание на округление и правильное переведение скорости в км/с.

Задача для проверки: Какая скорость будет у электрона, если значение работы выхода уменьшить вдвое? (Ответ округлите до ближайшего целого числа и выразите в км/с.)