Приведенный график демонстрирует связь между максимальной кинетической энергией фотоэлектронов и энергией падающих
Приведенный график демонстрирует связь между максимальной кинетической энергией фотоэлектронов и энергией падающих на поверхность металла фотонов.
22.12.2023 01:30
Объяснение: Фотоэффект - это феномен, состоящий в выходе электронов из металла под действием падающих на его поверхность фотонов света. При достаточной энергии фотонов электроны получают достаточный импульс, чтобы преодолеть работу выхода и выйти из металла. Связь между максимальной кинетической энергией фотоэлектронов и энергией падающих на поверхность металла фотонов описывается фотоэффектным законом.
Согласно фотоэффектному закону, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте падающего света (или энергии фотонов):
E_max = h * f - Ф,
где E_max - максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов,
h - постоянная Планка (h = 6.62607015 × 10^-34 Дж·с),
f - частота падающего света,
Ф - работа выхода (минимальная энергия, необходимая электрону для выхода из металла).
Таким образом, чем больше энергия фотонов (частота света), тем выше будет максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
Например:
У нас есть металл с работой выхода 2 эВ. При падении света с частотой 6 * 10^14 Гц на его поверхность, определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.
Решение:
Используем фотоэффектный закон: E_max = h * f - Ф
E_max = (6.62607015 × 10^-34 Дж·с) * (6 * 10^14 Гц) - 2 эВ
E_max = (6.62607015 × 10^-19 Дж) - 2 эВ
E_max ≈ 3.29607015 × 10^-19 Дж - 2 эВ
E_max ≈ 1.29607015 × 10^-19 Дж
Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов составляет примерно 1.29607015 × 10^-19 Дж.
Совет:
Для лучшего понимания фотоэффекта рекомендуется изучить основные понятия волновой и корпускулярной природы света, а также ознакомиться с постоянной Планка и работой выхода для различных металлов.
Задание для закрепления:
У нас есть металл с работой выхода 3.5 эВ. При падении света с частотой 4 * 10^14 Гц на его поверхность, определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.