Question

Определить красную границу 0  фотоэффекта для цезия, если при облучении его поверхности фиолетовым светом длиной волны λ 400 = нм максимальная скорость фотоэлектронов равна 0,65 Мм/с.

Answer 1

Ответ:

640 нм

Объяснение:

1)

Энергия фотона:

ε = h*c / λ

ε = 6,63*10⁻³⁴*3*10 / (400*10⁻⁹) ≈ 5,0*10⁻¹⁹ Дж

2)

Кинетическая энергия фотоэлектрона:

E = m*V²/2 = 9,1*10⁻³¹*(0,65*10⁶)² / 2 ≈ 1,9*10⁻¹⁹ Дж

3)

Работа выхода:

Aвых = ε - E = (5,0 - 1,9)*10⁻¹⁹ = 3,1*10⁻¹⁹ Дж

Красная граница фотоэффекта:

λ = h*c / Aвых = 6,63*10⁻³⁴*3*10⁶ / (3,1*10⁻¹⁹) ≈ 640 нм

Сравним с табличными данными:

Answer 2

Для определения красной границы фотоэффекта можно использовать формулу, связывающую энергию фотона (E) с длиной волны света (λ):

E = h * c / λ,

где h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^(-34) Дж·с), c - скорость света (299,792,458 м/с), λ - длина волны света.

Максимальная скорость фотоэлектронов связана с энергией фотона следующим образом:

mv^2/2 = E - φ,

где m - масса фотоэлектрона, v - его скорость, φ - работа выхода (фотоэнергия), которую нужно преодолеть для выхода фотоэлектрона из материала.

Мы можем выразить энергию фотона E через максимальную скорость фотоэлектронов v:

E = mv^2/2 + φ.

Теперь, чтобы определить красную границу фотоэффекта, мы должны найти длину волны света λ, при которой энергия фотона E будет равна работе выхода φ:

h * c / λ = mv^2/2 + φ.

Мы знаем максимальную скорость фотоэлектронов v = 0.65 Мм/с = 0.65 * 10^6 м/с. Для цезия масса фотоэлектрона м = 9.11 * 10^(-31) кг.

Теперь можем подставить известные значения и решить уравнение:

6.62607015 × 10^(-34) Дж·с * 299,792,458 м/с / λ = (9.11 * 10^(-31) кг * (0.65 * 10^6 м/с)^2)/2 + φ.

Формула для работа выхода φ для цезия равна приблизительно 2.14 эВ (электрон-вольт).

Решая уравнение, найдем значение длины волны λ:

λ = (6.62607015 × 10^(-34) Дж·с * 299,792,458 м/с) / ((9.11 * 10^(-31) кг * (0.65 * 10^6 м/с)^2)/2 + 2.14 эВ).

Подставим числовые значения и выполним вычисления:

λ ≈ 608 нм.

Таким образом, красная граница фотоэффекта для цезия составляет примерно 608 нм.