Каково максимальное расстояние, на которое может удалиться фотоэлектрон от поверхности плоского алюминиевого электрода

Фотоэффект - это явление, при котором фотоны света сталкиваются с поверхностью материала и отрывают электроны от этой поверхности. Чтобы рассчитать максимальное расстояние, на которое может удалиться фотоэлектрон от поверхности алюминиевого электрода, нам понадобится использовать уравнение фотоэффекта.

Уравнение фотоэффекта выражается следующей формулой:

E = hf - W,

где E - кинетическая энергия электрона, hf - энергия фотона, W - работа выхода электрона из материала.

Максимальная кинетическая энергия электрона достигается в том случае, когда энергия фотона равна работе выхода. Мы можем рассчитать энергию фотона, используя следующую формулу:

E = hc/λ,

где h - постоянная Планка (6,62607015 x 10-34 Дж * с), c - скорость света (299792458 м/с), λ - длина волны света.

Подставляя значения в формулу, получаем:

E = (6,62607015 x 10-34 Дж * с * 299792458 м/с) / (83 x 10-9 м).

Это дает нам значения энергии фотона. Теперь мы можем рассчитать максимальное расстояние, на которое может удалиться фотоэлектрон. Это делается с использованием формулы для энергии в электрическом поле:

E = qV,

где E - кинетическая энергия электрона, q - заряд электрона (1,6 x 10-19 Кл), V - напряженность электрического поля.

Подставляя значения, получаем:

(6,62607015 x 10-34 Дж * с * 299792458 м/с) / (83 x 10-9 м) = (1,6 x 10-19 Кл) * V.

Решаем это уравнение относительно V:

V = ((6,62607015 x 10-34 Дж * с * 299792458 м/с) / (83 x 10-9 м)) / (1,6 x 10-19 Кл).

Вычисляя это выражение, мы найдем напряженность электрического поля, а затем можем рассчитать максимальное расстояние, на которое может удалиться фотоэлектрон от поверхности алюминиевого электрода, по формуле:

d = (E / q) * V,

где d - максимальное расстояние, на которое может удалиться фотоэлектрон, E - кинетическая энергия электрона (равна энергии фотона), q - заряд электрона, V - напряженность электрического поля.

Пример:
Для данной задачи, первым делом мы рассчитываем энергию фотона, используя формулу E = hc/λ. Затем, найдя энергию фотона, мы используем ее для рассчета напряженности электрического поля, используя уравнение (6,62607015 x 10-34 Дж * с * 299792458 м/с) / (83 x 10-9 м) = (1,6 x 10-19 Кл) * V. После нахождения напряженности электрического поля, мы можем рассчитать максимальное расстояние, на которое может удалиться фотоэлектрон, используя уравнение d = (E / q) * V.

Совет: В данной задаче важно правильно использовать единицы измерения и обратить внимание на размерности. Проверьте, что значения, которые вы подставляете в формулы, имеют одинаковые единицы измерения.

Задача для проверки: Что произойдет с максимальным расстоянием, на которое может удалиться фотоэлектрон, если увеличить напряженность электрического поля в два раза? Как это изменит ответ и почему?