Question

Определить кинетическую энергию фотоэлектронов молибдена при его освещении лучами с длиной волны 670нм.если работа выхода электронов с поверхности металла равна 4.2 эВ.

Answer 1

Ничего никуда не вылетит, потому что энергия фотона такого будет

$h\nu = hc/\lambda = 1.9$ эВ

А работа выхода 4.2 эВ. Ну в принципе так-то и есть, видимый свет редко дает фотоэффект, надо брать ультрафиолет

Answer 2

Кинетическая энергия фотоэлектронов может быть определена с использованием формулы фотоэффекта и принципа сохранения энергии.

Энергия фотона (света) определяется через его длину волны с помощью формулы:

\[E = \frac{hc}{\lambda}\]

где: - \(E\) - энергия фотона, - \(h\) - постоянная Планка (\(6.62607015 × 10^{-34}\) Дж∙с), - \(c\) - скорость света в вакууме (\(3.0 × 10^8\) м/с), - \(\lambda\) - длина волны.

Сначала нужно вычислить энергию фотона при длине волны 670 нм:

\[E = \frac{(6.62607015 × 10^{-34}\ \text{Дж∙с}) \times (3.0 × 10^8\ \text{м/с})}{670 × 10^{-9}\ \text{м}}\]

\[E = \frac{1.987 × 10^{-25}\ \text{Дж∙м}}{670 × 10^{-9}\ \text{м}}\]

\[E \approx 2.964 × 10^{-19}\ \text{Дж}\]

Теперь, используя работу выхода (\(\Phi\)) молибдена, которая равна 4.2 эВ, мы можем определить кинетическую энергию фотоэлектронов с помощью формулы:

\[E_{\text{кин}} = E_{\text{фотона}} - \Phi\]

Переведем работу выхода из электронвольтов в джоули:

\[4.2\ \text{эВ} = 4.2 \times 1.6 \times 10^{-19}\ \text{Дж/эВ}\]

\[4.2\ \text{эВ} = 6.72 \times 10^{-19}\ \text{Дж}\]

Теперь найдем кинетическую энергию фотоэлектронов:

\[E_{\text{кин}} = 2.964 × 10^{-19}\ \text{Дж} - 6.72 × 10^{-19}\ \text{Дж}\]

\[E_{\text{кин}} = -3.756 × 10^{-19}\ \text{Дж}\]

Отрицательное значение кинетической энергии означает, что электроны не будут иметь кинетической энергии после выхода из металла. Это так называемый случай задержки фотоэффекта, когда фотоны передают свою энергию электронам для преодоления работы выхода, но электроны остаются на месте без избыточной кинетической энергии.