Яка має бути довжина світлового променя, спрямованого на поверхню цезію, щоб максимальна швидкість виходу

Содержание вопроса: Фотоефект и длина светового волна

Разъяснение: Фотоефект - это явление, при котором фотоэлектроны выбиваются из поверхности материала под действием света. В данной задаче необходимо найти длину светового променя, чтобы максимальная скорость выхода фотоэлектронов составляла 2000 км/с.

Для решения этой задачи нужно использовать формулу фотоэффекта:

E = hf - Φ,

где E - кинетическая энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка, f - частота световой волны, Φ - работа выхода материала.

Кинетическая энергия фотоэлектрона связана со скоростью следующим образом:

E = (1/2)mυ²,

где m - масса фотоэлектрона, υ - его скорость.

Максимальная скорость выхода фотоэлектронов достигается, когда кинетическая энергия максимальна:

(1/2)mυ² = hf - Φ.

Для цезия работа выхода Φ = 2.14 эВ.

Длина световой волны связана с частотой следующим образом:

c = λf,

где c - скорость света, λ - длина световой волны.

Для решения задачи можно использовать эти формулы.

Дополнительный материал:
Для решения данной задачи, сначала нужно найти энергию, затем максимальную скорость фотоэлектронов и, наконец, длину световой волны.
- Вычислим энергию фотоэлектронов: E = hf - Φ = (6.63 * 10^-34) * f - 2.14
- Здесь f - частота световой волны, которую нужно найти.
- Следующим шагом выразим скорость: (1/2)mυ² = (6.63 * 10^-34) * f - 2.14
- Зная массу электрона m, постоянную Планка h и работу выхода Φ, можно вычислить максимальную скорость фотоэлектронов.
- Наконец, найдем длину световой волны, используя формулу длины волны: c = λf, где c - скорость света. Скорость света составляет 3 * 10^8 м/с.

Совет: Для лучшего понимания фотоеффекта рекомендуется ознакомиться с работой выхода различных материалов и изучить, как знание частоты света влияет на фотоеффект.

Закрепляющее упражнение: Какая длина световой волны требуется, чтобы максимальная скорость выхода фотоэлектронов в Ртути составляла 1500 км/с, если работа выхода составляет 4.5 эВ?