Какая кинетическая энергия фотоэлектронов натриевого фотокатода, освещённого светом с длиной волны
Фотоэффект — это явление, при котором световые кванты, фотоны, передают свою энергию электронам вещества, выбивая их из атомов или молекул. Кинетическая энергия фотоэлектронов может быть рассчитана с использованием формулы:
E = hv — Ф
где E — кинетическая энергия фотоэлектрона, h — постоянная Планка (6.626 x 10^(-34) Дж·с), v — частота света, Ф — работа выхода (энергия, необходимая для выхода электрона из материала).
Чтобы рассчитать кинетическую энергию фотоэлектронов, сначала необходимо найти частоту света:
v = c / λ,
где c — скорость света (3 x 10^8 м/с), λ — длина волны света в метрах.
В данной задаче, длина волны света равна 450 нм, поэтому:
λ = 450 х 10^(-9) м.
Теперь, чтобы найти частоту:
v = (3 x 10^8 м/с) / (450 х 10^(-9) м) = 6.67 x 10^14 Гц.
Следующим шагом является определение работы выхода Ф. В задаче сказано, что красная граница фотоэффекта для натриевого фотокатода равна 540 нм. Мы можем использовать энергию фотона при этой длине волны, чтобы найти работу выхода:
Ф = hv = (6.626 x 10^(-34) Дж·с) x (6.67 x 10^14 Гц) = 4.42 x 10^(-19) Дж.
Наконец, мы можем рассчитать кинетическую энергию фотоэлектронов:
E = (6.626 x 10^(-34) Дж·с) x (6.67 x 10^14 Гц) — 4.42 x 10^(-19) Дж = 4.10 x 10^(-19) Дж.
Ответ округляем до сотых:
E ≈ 4.10 x 10^(-19) Дж.
Совет: Чтобы лучше понять фотоэффект и его формулы, рекомендуется изучить основы света и электромагнитного излучения. Это поможет вам более полно представить процесс взаимодействия света с веществом.
Упражнение: Какая будет кинетическая энергия фотоэлектрона, если его выдергивает свет с длиной волны 600 нм, а красная граница фотоэффекта для данного материала равна 700 нм? (Ответ округлите до сотых)