Question

Катод освещается монохроматическим светом. Как изменятся при уменьшении частоты излучения фотонов работа выхода и энергия вылетевших электронов?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Работа выхода для данного металла величина постоянная.

Работа выхода не изменится.

2)

Запишем формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

ε = Авых + W

или:

h·ν = Авых + W

Как видим, с уменьшением частоты уменьшается и энергия фотоэлектронов.

Answer 2

Работа выхода и энергия вылетевших электронов зависят от энергии фотонов, которые падают на катод. Энергия фотонов связана с их частотой следующим образом:

$E = h \cdot f,$

где $E$ - энергия фотона, $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}$), $f$ - частота излучения.

Работа выхода ($W$) представляет собой минимальную энергию, необходимую для выхода электрона из материала. Если энергия фотона меньше работы выхода, то электрон не сможет выйти. Работа выхода и энергия фотонов связаны следующим образом:

$E = W + K_{\text{max}},$

где $E$ - энергия фотона, $W$ - работа выхода, $K_{\text{max}}$ - максимальная кинетическая энергия вылетевшего электрона.

Из этой формулы можно сделать вывод, что при уменьшении частоты излучения (и, следовательно, энергии фотонов), работа выхода останется неизменной, но максимальная кинетическая энергия вылетевших электронов уменьшится. Это связано с тем, что энергия фотона будет недостаточной для выхода электрона из материала, и лишь часть этой энергии будет передана электрону в виде кинетической энергии.

Таким образом, уменьшение частоты излучения приведет к уменьшению максимальной кинетической энергии вылетевших электронов, но работа выхода останется неизменной.