Какова длина волны света, необходимого для ионизации электронов в данном металле с работой выхода

Содержание: Волновая длина света и ионизация электронов в металлах.

Объяснение:
Для понимания данной задачи нам необходимо знать основные концепции волновой оптики и физики металлов. Ионизация электронов означает, что электроны в металле получают достаточно энергии от света для освобождения от атомов металла и формирования электрического тока.

Волновая длина света обратно пропорциональна его энергии. Согласно формуле Планка-Einstein"а, E = h * f, где E - энергия фотона света, h - постоянная Планка (6,62607015 * 10^-34 Дж * с), и f - частота света. Также, связь между частотой и волновой длиной задается формулой c = λ * f, где c - скорость света в вакууме (около 3 * 10^8 м/с), а λ - волновая длина.

Таким образом, чтобы ионизировать электроны в металле, необходимо, чтобы энергия фотона света была равна или превышала работу выхода, которая является минимальной энергией, необходимой для освобождения электрона от поверхности металла. При использовании формулы Планка-Einstein"а и формулы связи между частотой и волновой длиной, мы можем выразить волновую длину света, необходимую для ионизации электронов в данном металле:

λ = (h * c) / работа выхода

Демонстрация:
Допустим, работа выхода для данного металла составляет 3 электрон-вольта (eV). Тогда, используя формулу, мы можем вычислить волновую длину:

λ = (6,62607015 * 10^-34 Дж * с * 3 * 10^8 м/с) / (1,6 * 10^-19 Кл * 3 eV)

Путем вычислений получаем:

λ ≈ 1,24 * 10^-6 метра

Таким образом, в данном случае, для ионизации электронов в этом металле, необходим свет с волновой длиной около 1,24 микрометра.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить основы волновой оптики и физики атомов и молекул. Также, обратите внимание на значения постоянной Планка, скорости света и единицы измерения энергии. Практическое применение этих формул поможет лучше понять, как свет ионизирует электроны в металлах.

Задача на проверку:
Для металла с работой выхода 2 электрон-вольта, какова длина волны света, необходимого для ионизации электронов в этом металле? Ответ представьте в метрах, округлите до трех знаков после запятой.