Question

Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из рубидия при его освещений ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 317 нм, равна 2,64 x 10 ¯19Дж.Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта для рубидия

Answer 1

Ответ:

h * v = A + Ek(max)

A = h * v - Ek(max)

v = c / λ

A = h *c / λ - Ek(max)

A = 6,63*10⁻³⁴ Дж*с * 3*10⁸ м/с / 3,17*10⁻⁷ м - 2,84*10⁻¹⁹ Дж ≈ 6,27*10⁻¹⁹ Дж - 2,84*10⁻¹⁹ Дж = 3,43*10⁻¹⁹ Дж

A = h * c / λmax => λmax = h * c / A

λmax = 6,63*10⁻³⁴ Дж*с * 3*10⁸ м/с / 3,43*10⁻¹⁹ Дж ≈ 5,80*10⁻⁷ м = 580 нм

вроде так

Answer 2

Для определения работы выхода и красной границы фотоэффекта для рубидия, мы можем использовать уравнение фотоэффекта и формулу для расчета красной границы.

1. Работа выхода (W): Работа выхода (W) - это минимальная энергия, необходимая для выхода фотоэлектрона из поверхности материала. Она определяется как разность между энергией фотонов, падающих на поверхность, и максимальной энергией фотоэлектронов:

W = E_фотонов - E_фотоэлектронов

Для этого у нас есть энергия фотона (E_фотонов), которая равна энергии, соответствующей ультрафиолетовым лучам с длиной волны 317 нм. Энергия фотона определяется формулой:

E_фотонов = h * f

где

• h - постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж·с)
• f - частота света, которую можно найти, используя скорость света и длину волны: f = c / λ

где

• c - скорость света (примерно 3.00 x 10^8 м/с)
• λ - длина волны в метрах

Для ультрафиолетовых лучей с длиной волны 317 нм:

λ = 317 нм = 317 x 10^-9 метра

Теперь мы можем рассчитать частоту f и энергию E_фотонов:

f = c / λ f = (3.00 x 10^8 м/с) / (317 x 10^-9 м) f ≈ 9.45 x 10^14 Гц

E_фотонов = h * f E_фотонов ≈ (6.626 x 10^-34 Дж·с) * (9.45 x 10^14 Гц) ≈ 6.27 x 10^-19 Дж

Теперь мы можем рассчитать работу выхода:

W = E_фотонов - E_фотоэлектронов W = (6.27 x 10^-19 Дж) - (2.64 x 10^-19 Дж) = 3.63 x 10^-19 Дж

2. Красная граница фотоэффекта: Красная граница фотоэффекта (λ_граница) - это минимальная длина волны света, при которой фотоэффект возможен. Она связана с работой выхода следующим образом:

λ_граница = hc / W

где

• h - постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж·с)
• c - скорость света (примерно 3.00 x 10^8 м/с)
• W - работа выхода (в данном случае, 3.63 x 10^-19 Дж)

Подставим значения и рассчитаем красную границу фотоэффекта:

λ_граница = (6.626 x 10^-34 Дж·с * 3.00 x 10^8 м/с) / (3.63 x 10^-19 Дж) λ_граница ≈ 5.45 x 10^-7 метра

Теперь преобразуем это значение в нанометры:

λ_граница ≈ 545 нм

Итак, работа выхода для рубидия составляет приблизительно 3.63 x 10^-19 Дж, а красная граница фотоэффекта составляет приблизительно 545 нм.