Яка найбільша швидкість фотоелектронів, що виходять з поверхні цинку при опроміненні ультрафіолетовим випромінюванням

Тема урока: Фотоелектрический эффект

Инструкция: Фотоэлектрический эффект происходит, когда световые фотоны попадают на поверхность материала и выбивают электроны из атомов. Чтобы понять, какая будет максимальная скорость фотоэлектронов, необходимо учесть следующие факторы:

1. Длина волны ультрафиолетового излучения: Величина, которая указывает на длину волны ультрафиолетового излучения, будет задавать энергию одного фотона. Чем меньше длина волны, тем больше энергия фотона.

2. Работа выхода цинка: Это энергия, которая необходима для выхода электрона из поверхности цинка. Если энергия фотона больше или равна работе выхода, то фотоэлектрон вырывается из материала.

3. Закон сохранения энергии: Максимальная скорость фотоэлектрона будет определяться разностью между энергией фотона и работой выхода электрона из цинка. Оставшаяся энергия будет преобразована в кинетическую энергию фотоэлектрона.

Максимальная скорость фотоэлектронов может быть определена с использованием формулы:

v_max = sqrt((2 * E) / m),

где v_max - максимальная скорость фотоэлектрона, E - энергия фотона (E = h * c / λ), m - масса фотоэлектрона, h - постоянная Планка, c - скорость света, λ - длина волны фотона.

Например: Допустим, ультрафиолетовое излучение имеет длину волны 200 нм. Найти максимальную скорость фотоэлектронов, если работа выхода цинка составляет 4 эВ (электрон-вольт).

Совет: Чтобы лучше понять фотоэлектрический эффект и его законы, рекомендуется ознакомиться с экспериментальными данными и изучить работы известных ученых, таких как Альберт Эйнштейн и Филипп Ленард.

Дополнительное упражнение: Если работа выхода цинка составляет 3,5 эВ, а длина волны ультрафиолетового излучения равна 250 нм, вычислите максимальную скорость фотоэлектронов.