Question

Какую максимальную скорость приобретут фотоэлектроны, вырванные с поверхности молибдена излучением с частотой 3*10^20 Гц? работа выхода электрона для молибдена 4,27 эВ. Применима ли для данного случая классическая формул? Решите

Answer 1

Нужно записать основную для фотоэффекта:

h*ню=Авыx+mv(в квадрате)/2

h=6,62*10 (в -34 степени).

m=9, 1*10 (в -27 кг).

Вырази из формулы скорость и посчитай значение

Answer 2

Для расчета максимальной скорости фотоэлектронов, вырванных из поверхности материала, используется уравнение фотоэффекта, которое описывает взаимосвязь между частотой света, работой выхода и кинетической энергией фотоэлектронов. Это уравнение выглядит следующим образом:

$E_k = h*f - \phi$

где:

• $E_k$ - кинетическая энергия фотоэлектрона.
• $h$ - постоянная Планка ($6.62607015 * 10^{-34}$ Дж·с).
• $f$ - частота света.
• $\phi$ - работа выхода электрона (в электронвольтах, в данном случае, 4.27 эВ).

Мы можем пересчитать работу выхода электрона в джоулях, учитывая, что 1 эВ равен $1.60219 * 10^{-19}$ Дж:

$4.27 \text{ эВ} = 4.27 * 1.60219 * 10^{-19} \text{ Дж} \approx 6.82 * 10^{-19} \text{ Дж}$

Теперь мы можем решить уравнение для кинетической энергии фотоэлектрона:

$E_k = (6.62607015 * 10^{-34} \text{ Дж·с}) * (3 * 10^{20} \text{ Гц}) - 6.82 * 10^{-19} \text{ Дж}$

Вычислим это:

$E_k \approx 1.987 * 10^{-14} \text{ Дж} - 6.82 * 10^{-19} \text{ Дж} \approx 1.98 * 10^{-14} \text{ Дж}$

Теперь, чтобы найти максимальную скорость фотоэлектрона ($v_{\text{макс}}$), мы можем использовать следующее уравнение, учитывая, что кинетическая энергия фотоэлектрона связана с его скоростью следующим образом:

$E_k = \frac{1}{2} m v_{\text{макс}}^2$

где:

• $m$ - масса электрона ($9.10938356 * 10^{-31}$ кг).

Теперь решим это уравнение:

$1.98 * 10^{-14} \text{ Дж} = \frac{1}{2} * (9.10938356 * 10^{-31} \text{ кг}) * v_{\text{макс}}^2$

$v_{\text{макс}}^2 = \frac{2 * 1.98 * 10^{-14} \text{ Дж}}{9.10938356 * 10^{-31} \text{ кг}}$

$v_{\text{макс}} \approx \sqrt{\frac{2 * 1.98 * 10^{-14} \text{ Дж}}{9.10938356 * 10^{-31} \text{ кг}}}$

Вычислим $v_{\text{макс}}$:

$v_{\text{макс}} \approx 1.58 * 10^6 \text{ м/с}$

Таким образом, максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных из поверхности молибдена излучением с частотой $3 * 10^{20}$ Гц, составляет приблизительно $1.58 * 10^6$ м/с.

Относительно применимости классической формулы, фотоэффект является квантовым явлением, и классическая физика не может описать его точно. Мы используем уравнение фотоэффекта, основанное на квантовой механике, чтобы рассчитать максимальную скорость фотоэлектронов.