Які значення кінетичної енергії та швидкості фотоелектронів, вириваних з поверхні цинку ультрафіолетовим

Содержание вопроса: Кинетическая энергия и скорость фотоэлектронов

Пояснение: При поглощении ультрафиолетового излучения фотоэлектроны, связанные с поверхностью цинка, могут вырываться из атомов и приобретать кинетическую энергию. Чтобы рассчитать значения кинетической энергии и скорости фотоэлектронов, нам понадобится использовать формулы, связанные с фотоэффектом.

Формула для расчета кинетической энергии фотоэлектрона:

K.E. = E - W

где K.E. обозначает кинетическую энергию, E обозначает энергию фотона света, а W обозначает работу выхода электрона из материала (в данном случае, цинка).

Скорость фотоэлектрона связана с его кинетической энергией. Мы можем использовать следующую формулу для расчета скорости фотоэлектрона:

v = sqrt(2 * K.E. / m)

где v обозначает скорость фотоэлектрона, K.E. обозначает кинетическую энергию, а m обозначает массу фотоэлектрона.

Чтобы определить значения кинетической энергии и скорости фотоэлектронов, нам нужно знать энергию фотона света и работу выхода электрона из цинка.

Применим формулы к данной задаче:
Допустим, энергия фотона света равна 3 эВ (электронвольт) и работа выхода электрона из цинка равна 2 эВ.

K.E. = 3 эВ - 2 эВ = 1 эВ

v = sqrt(2 * 1 эВ / m)

Примечание: Масса фотоэлектрона принята равной массе электрона, которая составляет 9.10938356 × 10^31 кг.

Задание для закрепления: Найдите значения кинетической энергии и скорости фотоэлектронов, если энергия фотонов света равна 2 эВ, а работа выхода электронов из цинка составляет 1.5 эВ.

Содержание: Фотоефект

Пояснение:

Фотоэффект - это явление, когда свет падает на поверхность материала и вызывает выход электронов из этой поверхности. Вопрос задачи связан с фотоэффектом на поверхности цинка под воздействием ультрафиолетового излучения длиной волны 0,2 мкм.

Кинетическая энергия электронов, выбитых из поверхности цинка, можно вычислить, используя формулу:

K.E = h*f - Ф,

где K.E - кинетическая энергия, h - постоянная Планка (6,63 * 10^-34 Дж*с), f - частота ультрафиолетового излучения (c^-1), Ф - работа выхода (энергия, необходимая для выхода электрона из цинка).

Сначала найдем частоту ультрафиолетового излучения, используя формулу:

c = λ*f,

где c - скорость света (3 * 10^8 м/с), λ - длина волны ультрафиолетового излучения.

f = c / λ = (3 * 10^8 м/с) / (0,2 * 10^-6 м) = 1,5 * 10^15 c^-1.

Теперь можем вычислить кинетическую энергию электронов:

K.E = (6,63 * 10^-34 Дж*с) * (1,5 * 10^15 c^-1) - Ф.

В данной задаче значение работы выхода не указано, поэтому конкретного значения кинетической энергии у выбитых электронов необходимо точно найти.

Совет:

Для лучшего понимания фотоэффекта рекомендуется ознакомиться с законом фотоэффекта и понять, как работает выбивание электронов из поверхности материала под действием света различной длины волны. Познакомьтесь с основными формулами, связанными с фотоэффектом, и попрактикуйтесь в решении задач на эту тему.

Практика:

Длина волны ультрафиолетового излучения, вызывающего фотоэффект на поверхности материала, составляет 0,3 мкм. Работа выхода электронов из этого материала равна 3,5 эВ. Найдите кинетическую энергию электронов, выбитых этим ультрафиолетовым излучением.