Как изменяется максимальная скорость фотоэлектронов при уменьшении длины волны излучения, вызывающего фотоэффект? Ответ объясните.

Физика 10 класс Фотоэффект максимальная скорость фотоэлектронов длина волны излучения Фотоэффект изменение скорости физика фотоэлектронов влияние длины волны объяснение фотоэффекта Новый

Чтобы понять, как изменяется максимальная скорость фотоэлектронов при уменьшении длины волны излучения, вызывающего фотоэффект, рассмотрим основные аспекты фотоэлектрического эффекта.

1. Основные понятия:

• Фотоэлектрический эффект – это явление, при котором электроны выбиваются из вещества под действием света или другого электромагнитного излучения.
• Длина волны (λ) – это расстояние между двумя последовательными максимумами или минимумами волнового процесса.
• Максимальная скорость фотоэлектронов – это скорость, с которой выбитые электроны покидают поверхность материала.

2. Энергия фотонов:

Энергия фотона (E) связана с длиной волны (λ) следующим образом:

E = h * c / λ

где:

• h – постоянная Планка (приблизительно 6.626 × 10^-34 Дж·с),
• c – скорость света (приблизительно 3 × 10^8 м/с).

Из этого уравнения видно, что энергия фотонов обратно пропорциональна длине волны. Это значит, что при уменьшении длины волны энергия фотонов увеличивается.

3. Влияние на максимальную скорость фотоэлектронов:

При увеличении энергии фотонов, согласно уравнению Эйнштейна для фотоэлектрического эффекта, можно записать:

E = W + Kmax

где:

• W – работа выхода электрона из материала,
• Kmax – максимальная кинетическая энергия выбитых электронов.

Таким образом, если энергия фотонов увеличивается (что происходит при уменьшении длины волны), то максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов также увеличивается. Это, в свою очередь, приводит к увеличению их максимальной скорости, так как:

Kmax = 0.5 * m * v^2

где m – масса электрона, v – скорость электрона.

4. Вывод:

Таким образом, при уменьшении длины волны излучения, вызывающего фотоэффект, максимальная скорость фотоэлектронов увеличивается. Это связано с тем, что энергия фотонов возрастает, что позволяет электронам приобретать большую кинетическую энергию и, соответственно, большую скорость.