Какова максимальная скорость фотоэлектронов, вызванная излучением, которое падает на серебряную пластину и имеет

Тема урока: Фотоэффект
Описание: Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света сталкиваются с поверхностью материала и выбивают электроны из атомов. Максимальная скорость фотоэлектронов будет зависеть от энергии фотонов излучения и массы электрона.

Для решения задачи нам дано, что энергия фотонов на выходе в два раза больше исходной энергии. Пусть исходная энергия фотона равна Е, а максимальная скорость фотоэлектрона равна v.

Из фотоэффекта известно, что энергия фотона E связана с энергией фотоэлектрона Ек и работой выхода W следующим образом: E = Ек + W.

Так как энергия фотонов на выходе в два раза больше исходной энергии, то E = 2Е.

Зная, что представленная энергия равна сумме энергии фотоэлектрона Ек и работы выхода W, можем записать: 2Е = Ек + W.

Область на фотослой принимается за количество энергии
(е)

Пример: Найдите максимальную скорость электрона, вызванную светом, имеющим двукратно большую энергию на выходе, если изначальная энергия фотонов равна 3 электронвольтам, а работа выхода из материала составляет 1 электронвольт.

Решение:
Исходная энергия фотонов: Е = 3 эВ
Работа выхода: W = 1 эВ

Удвоенная энергия фотонов на выходе: 2Е = 2 * 3 эВ = 6 эВ

Используем уравнение 2Е = Ек + W, чтобы найти максимальную скорость фотоэлектрона:
6 эВ = Ек + 1 эВ

Ек = 6 эВ - 1 эВ = 5 эВ

Максимальная скорость фотоэлектрона будет определена значением его кинетической энергии. Воспользуемся формулой кинетической энергии:

Ек = (1/2)mv^2,
где m - масса электрона, v - его скорость.

Из этого выражения можно выразить скорость v:
v = sqrt((2Ек)/m)

Подставим известные значения:
v = sqrt((2 * 5 эВ) / m)

Так как нам дана масса электрона, используем ее значение:
v = sqrt((2 * 5 эВ) / (9.1 * 10^31 кг)) ≈ 5.02 * 10^6 м/с

Совет: Для понимания фотоэффекта рекомендуется изучить принцип работы фотоэлементов и важность работы выхода в этом явлении. Также полезно знать, что кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от энергии фотона и работы выхода, и эти компоненты нужно правильно использовать в уравнениях.

Практика: Если изначальная энергия фотонов равна 4 электронвольтam, а работа выхода составляет 2 электронвольта, какая будет максимальная скорость электрона, вызванная светом с двукратно большей энергией на выходе?