Какова максимальная скорость электрона, выбившегося из цезия под воздействием света с длиной волны 400 мкм? Известно

Суть вопроса: Выбивание электронов из цезия светом

Пояснение: В данной задаче мы имеем дело с явлением фотоэффекта, при котором свет с достаточно короткой длиной волны выбивает электроны из поверхности материала. Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

E = hf - φ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света, φ - работа выхода электронов.

Длина волны света связана с его частотой следующим образом:

c = λf,

где c - скорость света, λ - длина волны света.

Максимальная энергия электрона соответствует случаю, когда вся энергия фотона была передана электрону:

E_max = hf_max = φ.

Подставив выражение для частоты света из второго уравнения в формулу Эйнштейна, получим:

hf_max = φ,

c / λ_max = φ / h,

λ_max = hc / φ.

Теперь можем подставить известные значения:

λ_max = (3 * 10^8 м/с * 400 * 10^(-6) м) / (3.2 * 10^(-19) Дж) = 1.2 * 10^(-7) м = 120 нм.

Таким образом, максимальная длина волны света, при которой электрон может быть выбит из цезия, составляет 120 нм.

Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта рекомендуется изучить свойства света, спектральные линии и взаимодействие света с веществом. Также полезно разобраться в работе выхода электронов, которая определяет минимальный энергетический порог, необходимый для выбивания электрона.

Задание для закрепления: Какова максимальная энергия электрона, выбитого из цезия светом с длиной волны 400 нм, если работа выхода составляет 2.5 * 10^(-19) Дж? Ответьте с пошаговым решением.