Какова скорость электронов, которые выбиваются из пластины светом с длиной волны, при которой наступает красная граница

Тема урока: Фотоэффект
Разъяснение:

Фотоэффект - это явление, при котором световые кванты, называемые фотонами, сталкиваются с поверхностью материала, и как результат, электроны выбиваются.

Скорость выбывших электронов можно вычислить, используя формулу энергии фотона:

E = h * f

Где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж * с), f - частота световой волны.

Так как в задаче дана длина волны (497 нм), мы можем найти частоту f, используя формулу для световой скорости c:

c = λ * f

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

Для решения этой задачи, сначала найдем частоту световой волны f:

f = c / λ

f = (3 x 10^8 м/с) / (497 x 10^-9 м)

f ≈ 6.04 x 10^14 Гц

Теперь, найдем энергию фотона E:

E = h * f

E = (6.626 x 10^-34 Дж * с) * (6.04 x 10^14 Гц)

E ≈ 3.997 x 10^-19 Дж

Наконец, используем энергию фотона для вычисления скорости электрона:

E = (mv^2) / 2

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

v = √(2E/m)

v = √(2(3.997 x 10^-19 Дж) / (9.11 x 10^-31 кг))

v ≈ 6.56 x 10^5 м/с

Таким образом, скорость электрона, выбившегося из пластины светом с длиной волны 497 нм, составляет примерно 6.56 x 10^5 м/с.

Совет:

Для лучшего понимания фотоэффекта, рекомендуется изучить связь между энергией фотонов и длиной волны света, а также понять, как энергия фотонов и скорость электронов связаны в данной ситуации.

Задача на проверку:

Найдите скорость выбывших электронов, если световая длина волны составляет 550 нм.

Содержание: Фотоэффект

Инструкция: Фотоэффект - это явление, при котором световые кванты, называемые фотонами, выбивают электроны из поверхности материала. Скорость этих выбивающихся электронов можно определить, используя формулу энергии фотона:

𝐸 = ℎ𝑣,
где ℎ - постоянная Планка (6,62607015 × 10^−34 Дж · сек),
𝑣 - частота световых волн.

В данной задаче нам задана длина волны света (497 нм). Чтобы найти частоту световых волн, необходимо воспользоваться формулой:

𝑣 = 𝑐/𝜆,
где 𝑐 - скорость света (3 × 10^8 м/с), 𝜆 - длина волны света.

Теперь мы можем подставить значение 𝜆 в формулу и найти частоту 𝑣. Далее, используя значение ℎ𝑣, можно найти энергию фотона. Поскольку скорость электрона, выбивающегося из пластины, равна нулю, энергия фотона полностью переходит этому электрону. Следовательно, скорость электрона будет равна его кинетической энергии.

Итак, чтобы найти скорость электрона, выбивающегося из пластины, нам необходимо:

1. Найти частоту световых волн по формуле 𝑣 = 𝑐/𝜆;
2. Вычислить энергию фотона по формуле 𝐸 = ℎ𝑣;
3. Используя энергию фотона, определить скорость электрона (кинетическую энергию).

Пример: Используя данный подход, мы можем найти скорость электрона, выбивающегося из пластины светом с длиной волны 497 нм.

Совет: Вам понадобятся значения физических констант, таких как постоянная Планка (ℎ) и скорость света (𝑐). Убедитесь, что вы знаете их значения и правильно подставляете в формулы.

Упражнение: Если выбивающий потенциал для данного металла составляет 2 эВ, найдите максимальную скорость выбивающихся электронов. (Подсказка: выбивающий потенциал - это разность энергий между энергией покоя электрона и его кинетической энергией).