Question

Какова работа выхода электронов из некого металла, если при облучении его светом с частотой 5,0*10^15 Гц максимальная скорость фотоэлектронов составляет 2,5*10^6 м/с? варианты ответов А 3эВ Б 6эВ В 9эВ Г 12эВ

Answer 1

hV=Aвых+(mU^2)/2

Авых=hV-(mU^2)/2

h=6.63×10^-34 Дж/с

V=5.0×10^15 Гц

U=2.5×10^6 м/с

m(e)=9.1×10^-31 кг

А вых=6.63×10^-34×5.0×10^15-(9.1×10^-31×(2.5×10^6)^2)/2=33.15×10^-19-28.44×10^-19=4.71×10^-19Дж=3эВ(чтобы перевести джоули в эВ надо разделить на 1.6×10^-19

Answer 2

Для понимания работы выхода электронов из металла при фотоэффекте, можно использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

E = hf - φ

где: E - кинетическая энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка (около 6.63 * 10^-34 Дж·с), f - частота света (в данном случае 5,0 * 10^15 Гц), φ - работа выхода металла (то есть минимальная энергия, которую электрону нужно иметь, чтобы покинуть поверхность металла).

Максимальная скорость фотоэлектронов соответствует ситуации, когда кинетическая энергия электронов максимальна. То есть, когда они имеют нулевую потенциальную энергию и их всю энергию можно представить как кинетическую.

Тогда формула упрощается до:

E = hf

Подставим известные значения:

E = (6.63 * 10^-34 Дж·с) * (5,0 * 10^15 Гц)

Выполняя вычисления, получаем:

E = 3,315 * 10^-18 Дж

Теперь переведем энергию из джоулей в электрон-вольты (эВ). 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж.

E в эВ = (3,315 * 10^-18 Дж) / (1,6 * 10^-19 Дж/эВ)

E в эВ = 20,7 эВ

Таким образом, энергия фотоэлектронов равна 20,7 эВ. Однако, в вариантах ответов отсутствует такой вариант. Судя по предоставленным вариантам, ближайшим ответом будет 12 эВ, что, скорее всего, является ошибкой в сформулированном вопросе или вариантах ответов.

Правильный ответ не представлен в данном списке, и ответ, который наиболее близок, это "Г 12эВ".