Яка повинна бути довжина хвилі випромінювання, для освітлення поверхні кадмієвого катоду, щоб при фотоефекті

Содержание вопроса: Фотоефект и длина волны излучения

Описание: Фотоэффект – это явление, при котором световые фотоны вызывают выбивание электронов из металлической поверхности. Одним из факторов, который влияет на скорость фотоэлектронов, является длина волны излучения.

Скорость фотоэлектронов определяется энергией, которую они получают от фотонов света. Энергия фотона связана с его длиной волны следующей формулой:

E = h * c / λ,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 Дж * с), c - скорость света (299792458 м/с), λ - длина волны излучения.

Максимальная скорость фотоэлектронов будет достигаться, когда энергия фотона будет наивысшей возможной в данной ситуации.

По условию задачи, максимальная скорость фотоэлектронов составляет 2000 км/ч (в знаменателе формулы используются м/с, поэтому необходимо перевести 2000 км/ч в м/с).

Представим формулу для максимальной скорости фотоэлектронов в следующем виде:

v = √[(2 * E) / m],

где v - скорость фотоэлектронов, E - энергия фотона света, m - масса фотоэлектрона (9.11 * 10^-31 кг).

Отсюда можем выразить энергию фотона:

E = [(v^2 * m) / 2].

Далее, подставим в формулу для энергии фотона выражение для длины волны:

[(v^2 * m) / 2] = h * c / λ.

И, окончательно, найдем длину волны излучения:

λ = h * c / [(v^2 * m) / 2].

Подставим значения:

h = 6.62607015 × 10^-34 Дж * с,
c = 299792458 м/с,
v = 2000 км/ч = 2000 * (1000 м / 3600 с) = 555.555 м/с,
m = 9.11 * 10^-31 кг.

Подставим значения и рассчитаем длину волны:

λ = (6.62607015 × 10^-34 Дж * с * 299792458 м/с) / [(555.555 м/с)^2 * (9.11 * 10^-31 кг) / 2].

После расчетов получим результат – длину волны, необходимую для освещения кадмия катода.

Например:
В задаче требуется найти длину волны излучения, необходимую для освещения поверхности кадмия катода, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов составляла 2000 км/ч.

Совет: В задачах по фотоэффекту важно запомнить формулу для энергии фотона и формулу для максимальной скорости фотоэлектронов. Также обратите внимание на изменение единиц измерения скорости, чтобы привести их к нужному виду.

Ещё задача: Найти длину волны излучения, необходимую для освещения поверхности цинка катода, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов составляла 1500 м/с. (Масса фотоэлектрона равна 9.11 * 10^-31 кг)