Варіант №2 Задача N1. Чи буде мати місце фотоефект, якщо на золото падатимуть світлові промені З з довжиною хвилі

Фотоеффект - это явление вырывания электронов из поверхности материала при попадании на нее светового излучения. Оно объясняется квантовыми свойствами света, такими как корпускулярно-волновой дуализм и фотоны. Если энергия фотонов достаточно велика, то они могут передать свою энергию электронам материала, преодолевая работу выхода электронов.

В задаче №1 нам дано, что работа выхода электронов составляет 4,3 эВ, а длина волны света от 4,5 м до 10^-1 м. Для определения возможности фотоеффекта используется следующая формула:
E = hc/λ, где Е - энергия фотона, h - постоянная Планка (6,63*10^-34 Дж*с), c - скорость света (3*10^8 м/с), λ - длина волны света.

Для фотоеффекта необходимо, чтобы энергия фотонов была не меньше работы выхода. Подставим значения:
E_min = hc/λ_max = (6,63*10^-34 Дж*с * 3*10^8 м/с) / (4,5*10^-1 м) = 1,47*10^-18 Дж.

Так как 1 эВ равен 1,6*10^-19 Дж, то в электронвольтах это будет 1,47*10^-18 Дж / 1,6*10^-19 Дж/эВ = 9,2 эВ. Так как 4,3 эВ больше 9,2 эВ, то фотоеффект будет происходить.

В задаче №2 нам дано, что длина волны света составляет 2 = 0,155 мкм. Максимальная скорость вылета фотоэлектронов можно определить из формулы:
v = √(2E_k/m), где v - скорость фотоэлектронов, E_k - кинетическая энергия фотоэлектронов, m - масса фотоэлектрона.

Чтобы найти кинетическую энергию, используем следующую формулу:
E_k = E - А, где Е - энергия фотона, А - работа выхода.

E = hc/λ = (6,63*10^-34 Дж*с * 3*10^8 м/с) / (0,155*10^-6 м) = 0,404 Дж = 0,404*10^6 эВ.

Теперь найдем кинетическую энергию:
E_k = 0,404*10^6 эВ - 0,577*10^6 эВ = -0,173*10^6 эВ.

Так как энергия фотона отрицательна, то фотоэффект не будет происходить, и фотоэлектроны не будут вылетать с поверхности.

В задаче №3 нам дано, что кинетическая энергия фотоэлектронов составляет W = 4,5*10^-19 Дж, а работа выхода электронов А = 3,3*10^-19 Дж. Чтобы найти длину волны света, используем следующую формулу:
E = hc/λ.

Подставим значения:
W = E - А,
E = hc/λ.

Таким образом, получаем следующее уравнение:
W = (hc/λ) - А.

Перенесем все в одну сторону и сократим подобные члены:
W + А = hc/λ.

Теперь найдем λ:
λ = hc / (W + А),
λ = (6,63*10^-34 Дж*с * 3*10^8 м/с) / (4,5*10^-19 Дж + 3,3*10^-19 Дж).

Расчет дает нам длину волны света λ равную 2,67*10^-7 м.

Таким образом, это будет длина волны света, которым освещается поверхность металла.

Фотоефект:
Пояснение: Фотоэффект - это явление, при котором световые фотоны сталкиваются с поверхностью материала и выбивают электроны из этой поверхности. Чтобы понять, произойдет ли фотоэффект на золоте, нужно узнать, превышает ли энергия фотонов пороговую энергию, необходимую для выбивания электронов из золота.

Пример: Для каждой задачи сначала нужно посчитать энергию фотонов с помощью формулы E = hc/λ, где Е - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.626 * 10^-34 Дж*с), c - скорость света (3 * 10^8 м/с), λ - длина волны. Затем сравнить энергию фотона с работой, необходимой для выхода электрона из материала. Если энергия фотона больше работы, то фотоэффект происходит.

Совет: Всегда проверяйте, что используете правильные значения физических констант и используйте соответствующие единицы измерения. Также, запишите все данные в правильной форме единиц и правильном порядке.

Задание для закрепления: Посчитайте энергию фотона для световых волн в каждой задаче и определите, произойдет ли фотоэффект на золоте в первой задаче, а также определите максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из поверхности серебра во второй задаче и длину волны света, освещающего поверхность металла в третьей задаче.