Яка найбільша швидкість руху фотоелектронів, які вибиваються з пластинки світлом довжиною хвилі 400 нм, при наявності

Содержание: Фотоэффект

Пояснение: Фотоэффект - это явление вырывания электронов из металлической поверхности под действием света. При попадании световых квантов (фотонов) на поверхность металла, энергия фотонов передается электронам, которые вырываются из атомов металла. Максимальная кинетическая энергия электронов, вырывающихся из металла, зависит от частоты света (а значит и его длины волны).

Формула, которая связывает энергию фотона (E) с его частотой (ν) или длиной волны (λ), применяется в данной задаче:
E = h * ν = h * c / λ,
где h – постоянная Планка, c – скорость света, λ – длина волны света.

Максимальная кинетическая энергия электрона, вырвавшегося из металла, может быть найдена по формуле:
K.E. = h * ν - Ф,
где h – постоянная Планка, ν – частота света, Ф – работа выхода.

Таким образом, для заданной длины волны 400 нм, нужно знать работу выхода металла (Ф), чтобы можно было определить максимальную скорость движения фотоэлектронов.

Демонстрация:
Допустим, работа выхода металла составляет 2 эВ (электрон-вольт). Мы можем найти максимальную кинетическую энергию электрона:
E = h * c / λ = (6,626 * 10^-34 Дж * с) * (3 * 10^8 м/с) / (400 * 10^-9 м) ≈ 4,96 * 10^-19 Дж

Используя значение работы выхода Ф = 2 эВ (1 эВ = 1,602 * 10^-19 Дж), мы можем найти максимальную кинетическую энергию:
K.E. = h * ν - Ф = 4,96 * 10^-19 Дж - 2 * (1,602 * 10^-19 Дж) ≈ 0,76 * 10^-19 Дж

Впоследствии, для решения других задач, нужно будет знать работу выхода металла.

Совет: При изучении фотоэффекта полезно ознакомиться с характеристиками различных металлов, таких как работа выхода, чтобы понять, как свет влияет на свободные электроны в веществе. Регулярная практика расчетов по формуле фотоэффекта также поможет лучше понять его принципы.

Задача на проверку:
Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, если длина волны света увеличится в 2 раза? Значение работы выхода металла остаётся постоянным.