Какова величина работы для выхода электрона из платины, если скорость фотоэлектронов при облучении ее поверхности

Тема: Работа выхода электрона и фотоэффект
Инструкция:
Работа выхода электрона - это минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из поверхности вещества. При фотоэффекте фотоны света передают свою энергию электронам, вырывая их из поверхности. Когда энергия фотона превышает равновесную энергию электрона на поверхности, фотон поглощается электроном, который затем приобретает кинетическую энергию.

Для решения данной задачи необходимо использовать формулу работа выхода (W) равна разности энергии фотона (E) и кинетической энергии электрона (Ек):
W = E - Ек
Энергия фотона (Е) связана с его частотой (v) по формуле:
E = hv,
где h - постоянная Планка.

Максимальная скорость электрона (vmax) связана с его кинетической энергией следующим образом:
vmax = sqrt(2Ек/m),
где m - масса электрона.

Таким образом, чтобы решить данную задачу, нужно сначала найти кинетическую энергию электрона, используя максимальную скорость, а затем подставить значения в формулу работы выхода.

Доп. материал:
Дано:
v = 7,5·10^15 Гц,
vmax = 3000 км/с,
m = 9,11·10^-31 кг,
h = 6,6·10^-34 Дж·с.

1. Найдем кинетическую энергию электрона:
vmax = sqrt(2Ек/m)
3000 км/с = sqrt(2Ек/(9,11·10^-31 кг))
Ек ≈ 8,18·10^-20 Дж.

2. Теперь найдем энергию фотона:
E = hv
E = (6,6·10^-34 Дж·с)(7,5·10^15 Гц)
E ≈ 4,95·10^-18 Дж.

3. Вычислим работу выхода электрона:
W = E - Ек
W = 4,95·10^-18 Дж - 8,18·10^-20 Дж
W ≈ 4,87·10^-18 Дж.

Совет:
Чтобы лучше понять фотоэффект и работу выхода, стоит ознакомиться с опытами и экспериментами, которые впервые доказали существование этого эффекта. Изучите также закон Габера, который описывает зависимость между частотой света и энергией фотона.

Упражнение:
Какова величина работы для выхода электрона из металла, если его максимальная скорость равна 2000 м/с, а масса электрона составляет 9,1·10^-31 кг? (Значение постоянной Планка можно использовать из предыдущей задачи)