Question

Для тантала красная граница фотоэффекта равна 10 15 Гц. (Постоянная Планка равна 6,63∙10 -34 Джˑс, скорость света масса электрона 9,1∙10 -31 кг) а) Определите энергию падающего на тантал света с длиной волны 0,15 мкм. б) Определите работу выхода из тантала. в) Определите максимальную кинетическую энергию электронов, вырываемых светом из тантала. г) Определите наибольшую скорость электронов.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Вот решение

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать формулы, связанные с фотоэффектом и энергией света.

а) Энергия света связана с его длиной волны следующей формулой:

$E = \frac{hc}{\lambda},$

где: $E$ - энергия света, $h$ - постоянная Планка ($6.63 \times 10^{-34}$ Дж·с), $c$ - скорость света ($3.00 \times 10^8$ м/с), $\lambda$ - длина волны света.

Подставим данные: $\lambda = 0.15 \, \text{мкм} = 0.15 \times 10^{-6} \, \text{м}$.

$E = \frac{(6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж·с})(3.00 \times 10^8 \, \text{м/с})}{0.15 \times 10^{-6} \, \text{м}} = 1.326 \times 10^{-18} \, \text{Дж}.$

б) Работа выхода $W$ из материала связана с энергией света $E$ следующим образом:

$W = E - E_{\text{кин}}.$

Где $E_{\text{кин}}$ - максимальная кинетическая энергия электрона. Так как вопрос б) и в) связаны с $E_{\text{кин}}$, рассмотрим более подробно вопрос в).

в) Максимальная кинетическая энергия электронов $E_{\text{кин}}$ связана с энергией света $E$ и работой выхода $W$ следующим образом:

$E_{\text{кин}} = E - W.$

Подставим значения:

$E_{\text{кин}} = (1.326 \times 10^{-18} \, \text{Дж}) - W.$

г) Наибольшая скорость электрона $v_{\text{макс}}$ связана с его максимальной кинетической энергией $E_{\text{кин}}$ следующей формулой:

$E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m_e v_{\text{макс}}^2,$

где $m_e$ - масса электрона ($9.1 \times 10^{-31}$ кг).

Решим вопрос в):

$E_{\text{кин}} = (1.326 \times 10^{-18} \, \text{Дж}) - W.$

$v_{\text{макс}} = \sqrt{\frac{2 E_{\text{кин}}}{m_e}}.$

Подставим значения:

$E_{\text{кин}} = (1.326 \times 10^{-18} \, \text{Дж}) - W,$ $v_{\text{макс}} = \sqrt{\frac{2 \times (1.326 \times 10^{-18} \, \text{Дж} - W)}{9.1 \times 10^{-31} \, \text{кг}}}.$

Обратите внимание, что для решения б) нам нужно знание работы выхода $W$, которая связана с $E_{\text{кин}}$. Если бы у нас была дана информация о значении $W$, мы могли бы решить эту задачу полностью.