Яка найнижча швидкість, при якій електрон може виходити з срібла?

Тема урока: Работа электрона из металла

Описание:
Для выхода электрона из металла на него должна быть подана достаточная энергия в форме кинетической энергии. Эта энергия называется работой выхода (work function) и обозначается символом ϕ. Для разных металлов эта величина различается.

Минимальная скорость электрона, при которой он может выйти из металла, определяется соотношением между кинетической энергией электрона (Ek) и работой выхода (ϕ). Кинетическая энергия электрона связана со скоростью (v) и его массой (m) по формуле: Ek = (1/2)mv^2.

При минимальной скорости электрон выходит из металла, когда его кинетическая энергия равна работе выхода: Ek = ϕ. Таким образом, можно записать: (1/2)mv^2 = ϕ.

Из этого уравнения можем найти минимальную скорость электрона:
v = √((2ϕ)/m).

Таким образом, минимальная скорость, при которой электрон может выйти из металла, зависит от работы выхода металла (ϕ) и массы электрона (m).

Пример:
Пусть работа выхода для серебра составляет 4.52 эВ (электрон-вольт) и масса электрона равна 9.11×10^(-31) кг. Найдем минимальную скорость, при которой электрон может выйти из серебра.

Решение:
v = √((2 * 4.52) / (9.11 × 10^(-31))).
v = √((9.04) / (9.11 × 10^(-31))).
v ≈ 1.03 × 10^6 м/с.

Таким образом, минимальная скорость, при которой электрон может выйти из серебра, составляет примерно 1.03 мегаметра в секунду.

Совет:
Для лучшего понимания работы выхода и выхода электронов из металла рекомендуется изучить принципы фотоэффекта и эксперименты, проведенные Альбертом Эйнштейном в этой области. Понимание свойств электронов и законов физики поможет вам полностью осознать процесс выхода электрона из металла.

Практика:
Пусть работа выхода для цинка составляет 2.28 эВ, а масса электрона равна 9.11×10^(-31) кг. Найдите минимальную скорость, при которой электрон может выйти из цинка.

Тема вопроса: Электроны и скорость

Разъяснение:
Чтобы понять, какая является наименьшей скоростью, при которой электрон может выйти из серебра, нужно углубиться в предмет электронов и физики.

Скорость, необходимая для выхода электрона из серебра, называется работой выхода. Для серебра эта работа равна 4.73 электрон-вольт (эВ), что является энергией, необходимой для перемещения одного электрона из поверхности серебра.

Согласно уравнению Эйнштейна, энергия (E) электрона связана с его скоростью (v) следующим образом: E = mv^2/2, где m обозначает массу электрона.

Чтобы вычислить наименьшую скорость электрона, пренебрегая потерями энергии на преодоление барьера выхода, можно использовать уравнение работ выхода: 4.73 эВ = mv_min^2/2.

Далее, выразим v_min: v_min = sqrt(2*4.73 эВ / m).

Масса электрона равна приблизительно 9.10938356 × 10^-31 килограмма.

Вставив значения в уравнение и произведя необходимые вычисления, находим, что наименьшая скорость, при которой электрон может выйти из серебра, составляет примерно 1.57 * 10^6 метров в секунду.

Совет:
Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с понятиями работы выхода, уравнением Эйнштейна и основами физики частиц.

Задание для закрепления:
Какая является наименьшая скорость, при которой электрон может выйти из алюминия? (Значение работы выхода для алюминия составляет 4.08 эВ)