Question

Вычислите работу выхода электрона из тантала, если красная граница фотоэффекта lкр = 0,3 мкм.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

λкр = 0,3 мкм = 0,3·10⁻⁶ м

c = 3·10⁸ м/с - скорость света

h = 6,63·10⁻³⁴ Дж·с - постоянная Планка

____________________

А вых - ?

А вых = h·c / λ кр

А вых = 6,63·10⁻³⁴·3·10⁸ / 0,3·10⁻⁶ ≈ 6,63·10 ⁻¹⁹ Дж

Или:

A вых = 6,63·10 ⁻¹⁹ / (1,6·10 ⁻¹⁹) ≈ 4,1 эВ

Answer 2

Для вычисления работы выхода электрона из материала (в данном случае тантала) по фотоэффекту, можно воспользоваться формулой Эйнштейна:

$E = hf - \Phi$

где:

• $E$ - кинетическая энергия вылетающего электрона,
• $h$ - постоянная Планка ($6.626 \times 10^{-34}$ Дж·с),
• $f$ - частота света,
• $\Phi$ - работа выхода материала.

Чтобы найти работу выхода $\Phi$, нужно переписать формулу:

$\Phi = hf - E$

Для определения частоты $f$ света, соответствующей красной границе фотоэффекта, можно использовать соотношение между частотой, скоростью света $c$ и длиной волны $λ$:

$f = \frac{c}{λ}$

где:

• $c$ - скорость света ($3.00 \times 10^8$ м/с),
• $λ$ - длина волны света.

Дано, что $λ_{кр} = 0.3 \, \text{мкм}$, что равно $0.3 \times 10^{-6}$ м.

Подставляя значения в формулу:

$f = \frac{3.00 \times 10^8 \, \text{м/с}}{0.3 \times 10^{-6} \, \text{м}} = 10^15 \, \text{Гц}$

Теперь мы можем использовать значение частоты для вычисления работы выхода:

$\Phi = (6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж·с} \times 10^{15} \, \text{Гц}) - E$

Для красной границы фотоэффекта большинство электронов не имеют кинетической энергии (так как это крайний случай), поэтому $E = 0$.

$\Phi = 6.626 \times 10^{-19} \, \text{Дж}$

Итак, работа выхода электрона из тантала составляет примерно $6.626 \times 10^{-19}$ Дж (джоулей).