Какова скорость электронов, вылетевших из цинка, когда его освещают ультрафиолетовым светом длиной волны 300 нм, если

Тема занятия: Работа выхода и скорость вылетевших электронов

Пояснение:
Скорость электрона, вылетевшего из материала под действием света, можно найти, используя соотношение между энергией фотона и его импульсом.

Сначала определим энергию фотона ультрафиолетового света длиной волны 300 нм, используя уравнение Эйнштейна: E = hc/λ, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.63 × 10^-34 Дж·с), c - скорость света (~3 × 10^8 м/с), λ - длина волны света.

E = (6.63 × 10^-34 Дж·с × 3 × 10^8 м/с) / (300 × 10^-9 м) = 6.63 × 10^-19 Дж

Теперь найдем кинетическую энергию электрона, используя работу выхода (W) и энергию фотона (E): K = E - W, где K - кинетическая энергия электрона.

K = 6.63 × 10^-19 Дж - 6.4 × 10^-19 Дж = 0.23 × 10^-19 Дж

Выразим скорость электрона через его кинетическую энергию, используя формулу кинетической энергии: K = (m * v^2) / 2, где m - масса электрона, v - его скорость.

0.23 × 10^-19 Дж = (9.1 × 10^-31 кг * v^2) / 2

v^2 = (0.23 × 10^-19 Дж * 2) / 9.1 × 10^-31 кг

v^2 = 0.506 * 10^12 м^2/с^2

v = √(0.506 * 10^12 м^2/с^2)

v ≈ 7.12 × 10^6 м/с

Таким образом, скорость электрона, вылетевшего из цинка при освещении ультрафиолетовым светом длиной волны 300 нм, составляет около 7.12 × 10^6 м/с.

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, рекомендуется изучить основы фотоэффекта и связанных с ним понятий, таких как работа выхода и кинетическая энергия электрона.

Задание для закрепления: Если длина волны ультрафиолетового света увеличить до 400 нм, как изменится скорость вылетевших электронов, при условии, что работа выхода остается неизменной? (Ответ округлите до ближайшего целого значения)