Фотоэффект
Сколько электронов максимально может испустить алюминиевый шарик, освещаемый ультрафиолетовым излучением частотой
Сколько электронов максимально может испустить алюминиевый шарик, освещаемый ультрафиолетовым излучением частотой 1,3·10^15 Гц, если его радиус составляет 3 мм и работа выхода электронов из алюминия равна 7,2·10^-19 Дж?
28.11.2023 05:52
Написать свой ответ:
Пояснение: Фотоэффект - это явление, при котором световая энергия (фотоны) вызывает выход электронов из поверхности материала. Энергия фотонов должна быть достаточной для преодоления работы выхода электронов из материала. Рабочая функция (работа выхода) - это минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из поверхности.
Для решения задачи нужно использовать формулу фотоэффекта:
E = h*f - Ф,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.63*10^-34 Дж*с), f - частота излучения, Ф - работа выхода.
Переведем частоту излучения в энергию фотона:
E = h*f = (6.63*10^-34 Дж*с) * (1.3*10^15 Гц) ≈ 8.619*10^-19 Дж
Теперь найдем количество фотонов, содержащихся в ультрафиолетовом излучении:
n = E / (Работа выхода) = (8.619*10^-19 Дж) / (7.2*10^-19 Дж) ≈ 1.197
Ответ: Максимальное количество электронов, которые может испустить алюминиевый шарик, составляет примерно 1.197 электрона.
Совет: Для лучшего понимания фотоэффекта важно знать, что рабочая функция зависит от материала. Материалы с более низкой работой выхода требуют меньшей энергии фотонов для выхода электронов.
Дополнительное упражнение: Известно, что работа выхода электронов из материала равна 4.5 * 10^-19 Дж. При излучении с частотой 2.0 * 10^15 Гц, сколько электронов максимально может быть испущено, если материал имеет площадь 5 квадратных сантиметров?