Какова будет максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, возникающая при облучении серебра светом длиной волны

Содержание: Фотоэффект

Описание: Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света, попадая на вещество, выбивают из него электроны. Кинетическая энергия фотоэлектрона определяется формулой:

E = hv - Ф

где E - кинетическая энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка (h ≈ 6,626 x 10^-34 Дж·с), v - частота света, Ф - работа выхода материала.

Для определения кинетической энергии фотоэлектрона нам дана длина волны света, которая равна 170 нм (1 нм = 10^-9 м). Частоту света (v) можно вычислить, используя формулу:

v = c / λ

где c - скорость света (c ≈ 3 x 10^8 м/с), λ - длина волны света.

Таким образом, для нахождения кинетической энергии фотоэлектрона, нам нужно узнать частоту света. Подставляя значения в формулу, получаем:

v = (3 x 10^8 м/с) / (170 x 10^-9 м) = 1,76 x 10^15 Гц

Теперь мы можем найти кинетическую энергию фотоэлектрона, используя формулу:

E = hv - Ф

E = (6,626 x 10^-34 Дж·с) × (1,76 x 10^15 Гц) - Ф

Значение Ф (работа выхода) для серебра составляет около 4,5 электрон-вольт (эВ).

Подставляя значения в формулу, получаем:

E = (6,626 x 10^-34 Дж·с) × (1,76 x 10^15 Гц) - (4,5 эВ)

Дополнительный материал:
При облучении серебра светом длиной волны 170 нм, максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона будет равна (6,626 x 10^-34 Дж·с) × (1,76 x 10^15 Гц) - (4,5 эВ).

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта рекомендуется изучить взаимодействие света с веществом. Узнайте критерии фотоэффекта и различия в работе выхода у разных материалов.

Закрепляющее упражнение: Какова будет максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, возникающая при облучении цинка светом, имеющим длину волны 300 нм? Задайте значение работы выхода для цинка равным 3,5 электрон-вольта.

Фотоэффект и кинетическая энергия фотоэлектрона

Разъяснение: Фотоэффект - это явление, при котором фотоэлектроны, находящиеся на поверхности материала, выбиваются из-за взаимодействия с фотонами света. При этом, энергия фотона должна быть достаточной, чтобы превысить работу выхода материала. Кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от частоты света и работы выхода материала.

Для начала, найдем энергию фотона, используя известную формулу:
Энергия фотона = Постоянная Планка * Скорость света / Длина волны света,
где Постоянная Планка равна 6.62607015 * 10^-34 Дж*с, а Скорость света равна 2.998 * 10^8 м/с.

Подставим данные в формулу:
Энергия фотона = 6.62607015 * 10^-34 * 2.998 * 10^8 / 170 * 10^-9.

После вычислений, получаем:
Энергия фотона ≈ 3.69 * 10^-19 Дж.

Теперь, чтобы найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона, нам нужно вычесть работу выхода материала из энергии фотона. Для серебра, работа выхода (W) равна 4.74 эВ (1 эВ = 1.6 * 10^-19 Дж).

Тогда максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона будет равна:
Кинетическая энергия фотоэлектрона = Энергия фотона - Работа выхода серебра,
Кинетическая энергия фотоэлектрона ≈ (3.69 * 10^-19 - 4.74 * 1.6 * 10^-19) Дж.

Выполняя вычисления, получаем:
Кинетическая энергия фотоэлектрона ≈ -5.3000000000000004 * 10^-19 Дж.

Ответ: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, возникающая при облучении серебра светом длиной волны 170 нм, примерно равна -5.3 * 10^-19 Дж.

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется изучить закон сохранения энергии и уравнение Эйнштейна, связанное с фотоэффектом.

Проверочное упражнение: Какова будет максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, возникающая при облучении серебра светом длиной волны 300 нм? Как изменится ответ при использовании другого значения?