Яку є максимальна швидкість фотоелектронів, які виходять з металу, коли вони випромінюють під дією світла з довжиною

Содержание вопроса: Фотоефект

Инструкция: Фотоефект - это явление, при котором фотоэлектроны (электроны, вырвавшиеся из металла под воздействием света) приобретают определенную максимальную скорость.

Для решения задачи нам необходимо использовать формулу фотоэффекта: E = hf - ϕ, где E - энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка (h = 6,626·10^-34 Дж·с), f - частота света, ϕ - работа выхода электрона из металла.

Для определения частоты света по длине волны (λ) используем формулу: c = λν, где c - скорость света в вакууме (c = 3·10^8 м/с), ν - частота света.

Таким образом, для нахождения максимальной скорости фотоэлектронов, нам необходимо найти энергию фотоэлектрона (E) при данной длине волны света и вычислить скорость фотоэлектрона, используя известную массу электрона (m) и его энергию (E).

Дополнительный материал:
Дано: λ = 0,3 нм
h = 6,626·10^-34 Дж·с
c = 3·10^8 м/с
m = 9,11·10^-31 кг
ϕ = 3,2×10^-19 Дж

1. Найдем частоту света: ν = c / λ = (3·10^8 м/с) / (0,3·10^-9 м) = 1·10^17 Гц
2. Рассчитаем энергию фотоэлектрона: E = hf - ϕ = (6,626·10^-34 Дж·с) · (1·10^17 Гц) - 3,2×10^-19 Дж = 6,626·10^-34 Дж · 1·10^17 + 3,2×10^-19 Дж = 6,626·10^-17 Дж + 3,2×10^-19 Дж = 6,626·10^-17 + 0,032·10^-17 Дж = 6,658·10^-17 Дж
3. Вычислим максимальную скорость фотоэлектрона, используя формулу кинетической энергии: E = (m·v^2) / 2
v^2 = (2·E) / m = (2·6,658·10^-17 Дж) / (9,11·10^-31 кг) = 1,459·10^14 (м/с)^2
v = √(1,459·10^14 (м/с)^2) = 1,209·10^7 м/с

Таким образом, максимальная скорость фотоэлектронов, выходящих из металла при взаимодействии с светом длиной волны 0,3 нм, составляет 1,209·10^7 м/с.

Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект, рекомендуется изучить эксперименты, на которых он был основан. Примером такого эксперимента является эксперимент Альберта Эйнштейна, который дал объяснение фотоэффекта и подтвердил свою теорию.

Дополнительное задание:
Для света с частотой 4,5·10^14 Гц и работой выхода электрона из металла 1,6×10^-19 Дж, найти максимальную скорость фотоэлектронов, используя массу электрона 9,11·10^-31 кг.