Question

Для некоторого металла фотоэффект начинается при длине волны падающего излучения 2*10^-7 м. Определите при какой длине волны падающего излучения начинается фотоэффект у металла с вдвое большей работой выхода. Подробно пожалуйста

Answer 1

Работа выхода A=h*c/L1  L1=h*c/A
2*A=h*c/L2   L2=h*c/2*A
L1/L2=2   L2=L1/2=2*10^-7/2=10^-7 м

Answer 2

Фотоэффект - это процесс, при котором фотоны (кванты света) поглощаются атомами или молекулами вещества, и электроны, находящиеся в этих атомах или молекулах, вырываются из них. Для того чтобы фотон смог вырвать электрон из вещества, его энергия должна быть больше или равна работе выхода электрона из данного вещества.

Работа выхода – это минимальная энергия, необходимая для того, чтобы вырвать электрон из вещества. Обозначается буквой φ и измеряется в электрон-вольтах (эВ).

Из условия задачи известно, что для данного металла фотоэффект начинается при длине волны падающего излучения 2*10^-7 м. Обозначим эту длину волны λ1. Тогда энергия фотона, необходимая для фотоэффекта в данном металле, равна

E1 = hc/λ1,

где h - постоянная Планка, c - скорость света в вакууме.

Так как работа выхода φ связана с минимальной энергией электрона, необходимой для его выхода из металла, то мы можем записать:

E1 = φ + K1,

где K1 - кинетическая энергия вылетевшего электрона.

Для металла с вдвое большей работой выхода обозначим длину волны, при которой начинается фотоэффект, как λ2. Тогда энергия фотона, необходимая для фотоэффекта в этом металле, равна

E2 = hc/λ2.

Из условия задачи известно, что работа выхода для этого металла вдвое больше, чем для первого металла:

φ2 = 2φ1.

Таким образом, мы можем записать:

E2 = φ2 + K2 = 2φ1 + K2,

где K2 - кинетическая энергия вылетевшего электрона в этом металле.

Если мы предположим, что кинетическая энергия электронов в обоих металлах одинакова (что не всегда верно, но для упрощения задачи можно считать так), то мы можем записать:

K1 = K2.

Тогда из уравнений E1 = φ1 + K1 и E2 = 2φ