Яка максимальна швидкість фотоелектронів, які випромінюються під дією ультрафіолетового випромінювання з певною

Фотоелектрический эффект:

Инструкция:

Максимальная скорость фотоэлектронов, испускаемых поверхностью цинка при воздействии ультрафиолетового излучения с определенной длиной волны, может быть определена с использованием формулы фотоэффекта.

Для этого необходимо использовать следующую формулу:

\[v_{\text{макс}} = \frac{{\sqrt{{2 \cdot E_k \cdot m_e}}}}{m_e}\]

где \(v_{\text{макс}}\) - максимальная скорость фотоэлектронов,
\(E_k\) - кинетическая энергия фотоэлектрона,
\(m_e\) - масса электрона.

Кинетическая энергия фотоэлектрона может быть определена по формуле:

\[E_k = h \cdot f - \phi\]

где \(h\) - постоянная Планка, \(f\) - частота ультрафиолетового излучения, \(\phi\) - работа выхода электрона для поверхности цинка.

Величина \(h\) равна приблизительно \(6.63 \times 10^{-34}\, \text{Дж} \cdot \text{с}\), а \(\phi\) для поверхности цинка составляет около \(4.3 \times 10^{-19}\, \text{Дж}\).

Доп. материал:

Предположим, что ультрафиолетовое излучение имеет частоту \(f = 6 \times 10^{14}\, \text{Гц}\). Чтобы вычислить максимальную скорость фотоэлектронов, необходимо подставить значения в формулу:

\[v_{\text{макс}} = \frac{{\sqrt{{2 \cdot (6.63 \times 10^{-34}\, \text{Дж} \cdot \text{с}) \cdot (6 \times 10^{14}\, \text{Гц}) - (4.3 \times 10^{-19}\, \text{Дж})}}}}{(9.11 \times 10^{-31}\, \text{кг})}\]

После решения этого уравнения можно вычислить максимальную скорость фотоэлектронов на поверхности цинка.

Совет:

- При решении задачи по фотоэффекту важно помнить, что максимальная скорость фотоэлектронов зависит от частоты ультрафиолетового излучения и работы выхода электрона для конкретной поверхности.

Проверочное упражнение:

При ультрафиолетовом излучении с частотой \(f = 7 \times 10^{14}\, \text{Гц}\) и работой выхода электрона для поверхности цинка \(\phi = 3 \times 10^{-19}\, \text{Дж}\), вычислите максимальную скорость фотоэлектронов на поверхности цинка.

Тема занятия: Фотоефект и максимальная скорость фотоэлектронов

Разъяснение: Фотоэффект — это явление, при котором свет с определенной длиной волны (в вашем случае ультрафиолетовое излучение) вызывает выбивание электронов из поверхности материала (цинка). При этом, каждый фотоэлектрон приобретает определенную кинетическую энергию и имеет максимальную скорость, которую он может достичь на поверхности материала.

Максимальная скорость фотоэлектронов на поверхности цинка определяется формулой:
$$v_{max} = \sqrt{\frac{2E_{kin}}{m}}$$
где $v_{max}$ - максимальная скорость фотоэлектронов, $E_{kin}$ - кинетическая энергия фотоэлектронов, $m$ - масса фотоэлектрона.

Для расчета массы фотоэлектрона используется известное значение его энергии:
$$E = hf$$
где $E$ - энергия фотона, $h$ - постоянная Планка ($6.62607015 \times 10^{-34}$ Дж·с), $f$ - частота света.

Таким образом, для определения максимальной скорости фотоэлектронов, вам необходимо знать энергию фотона ультрафиолетового випромінювання с конкретной длиной волны (ваша задача про конкретную длину волны). По этому значению можно вычислить кинетическую энергию фотоэлектрона и оттуда уже максимальную скорость.

Доп. материал: Для решения задачи, вам понадобятся данные о энергии фотона ультрафиолетового випромінювання с конкретной длиной волны. Предположим, что энергия фотона составляет $3.2 \times 10^{-19}$ Дж. Чтобы рассчитать кинетическую энергию фотоэлектрона, вы можете использовать формулу $E = hf$, где $h$ - постоянная Планка ($6.62607015 \times 10^{-34}$ Дж·с). Подставляя значения в формулу, вы получите энергию фотоэлектрона. Затем, используя формулу $v_{max} = \sqrt{\frac{2E_{kin}}{m}}$, вы определите максимальную скорость фотоэлектрона.

Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект и связанные с ним формулы, изучите их происхождение и физический смысл. Попробуйте решить несколько примеров с разными значениями энергии фотонов и длиной волны. Это поможет вам лучше освоить материал.

Ещё задача: Энергия фотона ультрафиолетового излучения с длиной волны 200 нм составляет $4.48 \times 10^{-19}$ Дж. Какова максимальная скорость фотоэлектронов на поверхности цинка в этом случае? (Масса фотоэлектрона примите равной $9.11 \times 10^{-31}$ кг)