Question

найдите максимальную скорость электронов, освобождаемых при фотоэффекте светом с длиной волны 6 ∙ 10 −7 м с поверхности материала с работой выхода 3,6 ∙ 10 −19 Дж

Answer 1

Ответ:

Vmax = 0

Объяснение:

энергия фотона

hc/λ = 6.626*10^-34*3*10^8/6*10^-7 = 3.313 × 10^-19

hc/λ (3.313 × 10^-19) <  Aвых (3,6 ∙ 10 −19)

энергии фотона недостаточно, чтобы выбить электрон с поверхности материала, поэтому максимальная скорость электронов равна НУЛЮ

Answer 2

Для нахождения максимальной скорости электронов, освобождаемых при фотоэффекте, можно использовать формулу Эйнштейна:

E = h * f - φ,

где E - кинетическая энергия электрона, h - постоянная Планка (6.626 * 10^(-34) Дж*с), f - частота света (считая, что так как длина волны известна, то частоту можно рассчитать по формуле f = c / λ, где c - скорость света, приближенное значение равно 3 * 10^8 м/с), φ - работа выхода (3.6 * 10^(-19) Дж).

Максимальная кинетическая энергия достигается при полной поглощении энергии фотона, то есть когда E = h * f. Подставим известные значения:

h * f = φ + h * f_0,

где f_0 - частота света, при которой происходит фотоэффект (то есть когда энергия фотона полностью поглощается и освобождается электрон).

Подставляя значения и решая уравнение, получим:

6.626 * 10^(-34) * f = 3.6 * 10^(-19) + 6.626 * 10^(-34) * f_0,

6.626 * 10^(-34) * f - 6.626 * 10^(-34) * f_0 = 3.6 * 10^(-19),

6.626 * 10^(-34) * (f - f_0) = 3.6 * 10^(-19),

(f - f_0) = 3.6 * 10^(-19) / 6.626 * 10^(-34),

(f - f_0) = 5.44 * 10^(14).

Так как в задаче дана длина волны света, а не его частота, заменим f на c / λ:

(с / λ - c / λ_0) = 5.44 * 10^(14),

Подставим значения скорости света c = 3 * 10^8 м/с и длины волны λ = 6 * 10^(-7) м:

(3 * 10^8 / (6 * 10^(-7))) - (3 * 10^8 / λ_0) = 5.44 * 10^(14),

500000000 - (3 * 10^8 / λ_0) = 5.44 * 10^(14),

Перенесем (-3 * 10^8 / λ_0) на другую сторону уравнения:

500000000 = 5.44 * 10^(14) + 3 * 10^8 / λ_0,

500000000 - 5.44 * 10^(14) = 3 * 10^8 / λ_0,

4.9956 * 10^14 = 3 * 10^8 / λ_0,

3 * 10^8 / λ_0 = 4.9956 * 10^14,

Перенесем 3 * 10^8 на другую сторону уравнения:

λ_0 = 3 * 10^8 / (4.9956 * 10^14).

Вычисляем:

λ_0 = 6.006 * 10^(-7) м.

Таким образом, частота света, при которой происходит фотоэффект, составляет примерно 6.006 * 10^(-7) м.

Для нахождения максимальной скорости электронов, освобождаемых при этой длине волны, используется уравнение для кинетической энергии электрона:

E = (mv^2) / 2,

где E - кинетическая энергия, m - масса электрона (приближенное значение равно 9.10938356 * 10^(-31) кг), v - скорость электрона.

Подставим известные значения и решим уравнение:

(9.10938356 * 10^(-31) * v^2) / 2 = 3.6 * 10^(-19),

9.10938356 * 10^(-31) * v^2 = 7.2 * 10^(-19),

v^2 = (7.2 * 10^(-19)) / (9.10938356 * 10^(-31)),

v^2 = 7.9 * 10^11,

v = √(7.9 * 10^11),

v ≈ 8.87 * 10^5 м/с.

Таким образом, максимальная скорость электрона, освобождаемого при фотоэффекте светом с длиной волны 6 * 10^(-7) м, составляет примерно 8.87 * 10^5 м/с.