Вольфрамнан жасалатын жарықта 4,50 электронвольттан фотоэлектрондарды шығару арқылы, вольфрамнан фотоэлектрондарды

Тема урока: Эффект фотоэлектрического эффекта

Инструкция: Фотоэлектрический эффект является явлением, при котором фотоны света, попадая на поверхность материала, выбивают электроны из атомов этого материала. Вольфрам является одним из материалов, обладающих высокой работой выхода (требуемой энергией для выбивания электрона).

Для определения энергии фотонов света, способной выбить электроны из вольфрама, используется уравнение Эйнштейна:
E = hf,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.63 x 10^-34 Дж * с), f - частота света.

Известно, что энергия фотоэлектронов равна 4.50 электронвольтам.

Мы можем использовать уравнение связи энергии света и его частоты для определения частоты света, способного вызывать эффект фотоэлектрического эффекта:
E = hf,
где E = 4.50 электронвольт, h = 4.14 x 10^-15 эВ * с.
Вычисляя f, получаем f = E / h = (4.50 * 1.6 x 10^-19) / (4.14 x 10^-15) = 1.72 x 10^14 Гц.

Скорость света в вакууме составляет 3.0 x 10^8 м/с. Используя формулу, связывающую проодниковую скорость, частоту и длину волны света, мы можем вычислить длину волны света:
v = λf,
где v = 3.0 x 10^8 м/с, f = 1.72 x 10^14 Гц.
Вычислив λ, получаем λ = v / f = (3.0 x 10^8) / (1.72 x 10^14) = 1.74 x 10^-6 м.

Зная длину волны света, мы можем перевести ее в единицы измерения, понятные школьникам, например, нанометры (нм). 1 м = 10^9 нм.
Таким образом, длина волны света составляет 1.74 x 10^-6 м = 1.74 x 10^9 нм.

Демонстрация: Укажите длину волны, которая способна вызвать выход фотоэлектронов из вольфрама при скорости света 3.0 x 10^8 м/с и энергии фотоэлектронов 4.50 электронвольт.

Совет: Чтобы более полно понять фотоэлектрический эффект, рекомендуется прочитать дополнительные материалы о работе выхода материалов и принципах работы фотоэлементов.

Дополнительное задание: Свет с частотой 5.0 x 10^14 Гц попадает на поверхность вольфрама. Какие значения энергии и длины волны света необходимо использовать для вызывания фотоэлектрического эффекта на этой поверхности (с учетом скорости света в вакууме)? Ответы предоставьте в электронвольтах и нанометрах соответственно.

Тема: Фотоэлектрический эффект и исключительная частота света

Описание: Фотоэлектрический эффект - это явление, при котором фотоны света сталкиваются с поверхностью материала и выбивают электроны из атомов. Чтобы выяснить наибольшую длину волны света, при которой фотоэлектроны могут быть извлечены из вольфрама, мы должны рассмотреть эффект Максвелла.

Согласно эффекту Максвелла, энергия фотона света (E) связана с его частотой (v) следующим равенством: E = hv, где h - постоянная Планка. При достижении определенной энергии фотон может запустить снятие электрона из атома.

Минимальная энергия, необходимая для снятия электрона из вольфрама, равна энергии, соответствующей заданному напряжению, которое составляет 4,50 электронвольт. Мы можем использовать это значение для определения минимальной частоты света, необходимой для фотоэмиссии.

Используя формулу E = hv, мы можем выразить частоту v как v = E/h. Подставляя значения: E = 4,50 электронвольт и h = 4,135667696(16) * 10^-15 эВ * с, получим v = (4,50 * 1,602176634(83) * 10^-19 эВ) / (4,135667696(16) * 10^-15 эВ * с).

Выполняя вычисления, получим значения IH Вольт / секунду. Чтобы перевести это значение в герцы, мы делим его на единицу (куб) - секунду (V / s).

Демонстрация: Поскольку минимальная энергия фотонов света для выбивания электронов из вольфрама равна 4,50 электронвольт, мы можем использовать данную информацию, чтобы выяснить максимальную частоту света.

Совет: Для лучшего понимания фотоэлектрического эффекта и исключительной частоты света, рекомендуется изучить основные концепции физики, связанные с фотонами, энергией и частотой.

Упражнение: Чему равна максимальная частота света, способная вызвать фотоэлектронную эмиссию из вольфрама, если фотоны обладают энергией 5,00 электронвольт? Ответ дайте в герцах.