Question

Пластина никеля облучается ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 2·10 -7 м. Определите кинетическую энергию электронов, если работа выхода равна 4,5еВ а) 19,3·10 -19 Дж б)3,53·10 -19 Дж в) ≈1,93·10 -19 Дж г) ≈2,73·10 -19 Дж с формулами и объяснениями

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Энергия фотона:

ε = h·c / λ = 6,63·10⁻³⁴·3·10⁸/(2·10⁻⁷) ≈ 9,95·10⁻¹⁹ Дж

2)

Работа выхода

Aвых - 4,5·1,6·10⁻¹⁹ = 7,20·10⁻¹⁹ Дж

3)

Кинетическая энергия:

W = ε - Авых = (9,95 - 7,20)·10⁻¹⁹ = 2,75·10⁻¹⁹ Дж

Правильный ответ:

г) 2,75·10⁻¹⁹ Дж

Answer 2

Кинетическая энергия вылетающего электрона из металла может быть определена с использованием следующей формулы:

$K.E. = E_{\text{фотона}} - W_{\text{выхода}},$

где $E_{\text{фотона}}$ - энергия фотона, падающего на металл, $W_{\text{выхода}}$ - работа выхода электрона из металла.

Энергия фотона может быть вычислена с использованием формулы для энергии фотона:

$E_{\text{фотона}} = \frac{hc}{\lambda},$

где $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж с), $c$ - скорость света ($3.0 \times 10^8$ м/с), $\lambda$ - длина волны ультрафиолетовых лучей.

Дано: $\lambda = 2 \times 10^{-7}$ м $W_{\text{выхода}} = 4.5 \times 1.602 \times 10^{-19}$ Дж (переводим еВ в дж, где $1 \text{ еВ} = 1.602 \times 10^{-19}$ Дж)

a) Подставляем значения в формулы и решаем:

$E_{\text{фотона}} = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}) \times (3.0 \times 10^8 \text{ м/с})}{2 \times 10^{-7} \text{ м}} \approx 9.938 \times 10^{-19} \text{ Дж}$

$K.E. = 9.938 \times 10^{-19} \text{ Дж} - 4.5 \times 1.602 \times 10^{-19} \text{ Дж} \approx 5.438 \times 10^{-19} \text{ Дж}$

Ответ: а) ≈5.438 × 10^{-19} Дж

Выбрав верное значение из предложенных вариантов, нужно сравнить вычисленную кинетическую энергию с данными вариантами.