Яка є мінімальна швидкість, при якій електрон може відлетіти від срібла?

Тема: Кинематика и электростатика
Объяснение:
Чтобы понять, какая минимальная скорость нужна электрону, чтобы он смог отлететь от поверхности серебра, нам потребуется знание основ электростатики и кинематики.

В данном случае мы сталкиваемся с явлением, называемым эффектом фотоэлектрического эффекта. Когда свет падает на поверхность металла (в данном случае - серебра), электроны внутри металла могут поглощать энергию от фотонов света и приобретать скорость. Однако, чтобы электрон смог отлететь от поверхности металла, он должен преодолеть силу притяжения между ним и атомами металла.

Для решения этой задачи нам понадобятся законы электростатики и выход кинематики. Минимальная скорость, которую должен иметь электрон, чтобы преодолеть силу притяжения и отлететь от серебра, зависит от работы выхода, которую определяют: работу электростатического поля и работу внешних сил.

Кинематическое уравнение, описывающее это, выглядит следующим образом:
1/2mv^2 = W

где m - масса электрона, v - его скорость, W - работа выхода.

Теперь, чтобы найти минимальную скорость электрона, нам нужно решить это уравнение, используя известные данные и значения.

Демонстрация:
Если работа выхода серебра W равна 4,1 эВ (электрон-вольт), и масса электрона m равна 9,11 * 10^(-31) кг, найти минимальную скорость электрона.

Мы можем использовать уравнение:
1/2mv^2 = W

Подставляя значения, получаем:
1/2 * (9,11 * 10^(-31)) * v^2 = 4,1

Теперь мы можем решить это уравнение, найдя значение скорости электрона.

Совет:
Для лучшего понимания данного материала рекомендуется изучить основные принципы кинематики и электростатики. Также необходимо знать основные понятия работы, массы электрона и уравнения кинематики.

Закрепляющее упражнение:
Если работа выхода серебра W равна 2,8 эВ, а масса электрона m равна 9,11 * 10^(-31) кг, найдите минимальную скорость электрона.

Предмет вопроса: Фотоеффект

Пояснение: Фотоеффект - явление, при котором свет может выбивать электроны из поверхности вещества. Минимальная скорость, при которой электрон может улететь от поверхности материала, называется пороговой скоростью вылета. Пороговая скорость зависит от частоты света, а не от его интенсивности.

Пороговая частота определяется следующей формулой:

f = (W/h),

где f - пороговая частота света, W - энергия работы вылета электрона из материала, h - постоянная Планка.

Энергия работы вылета электрона из серебра равна 4.9 электрон-вольт (eV) или 7.8 * 10^-19 джоулей (Дж). Постоянная Планка равна 6.63 * 10^-34 Дж*с.

Используя формулу, мы можем найти пороговую частоту:

f = (7.8 * 10^-19) / (6.63 * 10^-34) ≈ 1.17 * 10^15 Гц.

Таким образом, минимальная скорость, при которой электрон может отлететь от поверхности серебра, связана с энергией работы и составляет пороговую частоту примерно 1.17 * 10^15 Гц.

Совет: Для лучшего понимания темы фотоеффекта, рекомендуется изучить основные понятия волновой и квантовой природы света, а также принципы работы фотоэффекта. Можно ознакомиться с электронной структурой атомов и принципом работы фотодетекторов на основе фотоэффекта. Также полезно изучить экспериментальные исследования, проводимые в области фотоэффекта.

Дополнительное упражнение: Какова пороговая частота света для материала, у которого энергия работы вылета электрона составляет 3 электрон-вольта (eV)?