Какова скорость фотоэлектронов, когда свет с длиной волны 200 нм освещает цинковую пластину и энергия выхода электрона

Фотоэффект:

Пояснение:
Фотоэффект - это явление, при котором световые кванты (фотоны) попадают на поверхность материала и выбивают из него электроны. Чтобы понять, какова скорость фотоэлектронов при данной ситуации, мы можем использовать формулу для расчета кинетической энергии электрона:
\[E = \frac{1}{2}mv^2\]
Где E - кинетическая энергия электрона, m - его масса, v - его скорость.

Мы знаем, что энергия выхода электрона составляет 4 эВ. Это означает, что электрону нужно иметь кинетическую энергию, равную 4 эВ, чтобы покинуть материал. Переведем энергию в единицы джоулей, используя соотношение:\[1 эВ = 1.6 \times 10^{-19} Дж\]
Получаем: \(4 эВ = 4 \times 1.6 \times 10^{-19} Дж = 6.4 \times 10^{-19} Дж\).

Теперь мы можем рассчитать скорость фотоэлектрона, используя формулу кинетической энергии электрона:
\[6.4 \times 10^{-19} = \frac{1}{2} \times m \times v^2\]
Мы знаем, что масса электрона составляет около \(9.1 \times 10^{-31} кг\), поэтому можем подставить эту величину в формулу:
\[6.4 \times 10^{-19} = \frac{1}{2} \times 9.1 \times 10^{-31} \times v^2\]
Решим уравнение для скорости, получившейся равенство.

Например:
Масса электрона \(m = 9.1 \times 10^{-31} кг\).

Найдем скорость фотоэлектрона, когда свет с длиной волны 200 нм освещает цинковую пластину, и энергия выхода электрона из цинка составляет 4 эВ.

Решение:
Энергия выхода электрона из цинка составляет:
\(4 эВ = 6.4 \times 10^{-19} Дж\).

Используем формулу для кинетической энергии электрона:
\[6.4 \times 10^{-19} = \frac{1}{2} \times 9.1 \times 10^{-31} \times v^2\]

Решив данное квадратное уравнение для скорости, получим:
\[v^2 = \frac{6.4 \times 10^{-19}}{\frac{1}{2} \times 9.1 \times 10^{-31}}\]

Подставим числовые значения в уравнение и решим его, чтобы найти скорость фотоэлектрона.

Совет:
Чтобы лучше понять фотоэффект, рекомендуется изучить свойства света, волновую теорию света и квантовую физику. Также полезно просмотреть дополнительные учебные материалы и примеры задач по данной теме.

Закрепляющее упражнение:
Какова скорость фотоэлектрона, если длина волны света составляет 400 нм, а энергия выхода электрона из материала равна 3 эВ?