Какова длина волны, соответствующая "красной границе", если при освещении поверхности металла излучением с длиной волны 600 нм энергия вылетающих электронов составляет одну треть энергии фотонов, падающих на эту поверхность?

Физика 11 класс Фотоэффект длина волны красная граница энергия фотонов освещение металла вылетающие электроны Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать несколько физических понятий, связанных с фотоэффектом и энергией фотонов.

Сначала давайте вспомним, что энергия фотона определяется формулой:

E = h * f

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (приблизительно 6.626 x 10^-34 Дж·с), а f - частота излучения.

Также частота связана с длиной волны (λ) следующим образом:

f = c / λ

где c - скорость света (приблизительно 3 x 10^8 м/с).

Теперь, если длина волны излучения, падающего на металл, составляет 600 нм (что равно 600 x 10^-9 м), мы можем найти его частоту:

1. Сначала преобразуем длину волны в метры: 600 нм = 600 x 10^-9 м.
2. Теперь найдем частоту: f = c / λ = (3 x 10^8 м/с) / (600 x 10^-9 м) = 5 x 10^14 Гц.

Теперь мы можем найти энергию фотона при данной длине волны:

1. Используем формулу для энергии: E = h * f = (6.626 x 10^-34 Дж·с) * (5 x 10^14 Гц) ≈ 3.313 x 10^-19 Дж.

По условию задачи, энергия вылетающих электронов составляет одну треть энергии фотонов:

E_электронов = (1/3) * E_фотона.

1. Следовательно, E_электронов = (1/3) * (3.313 x 10^-19 Дж) ≈ 1.104 x 10^-19 Дж.

Теперь, чтобы найти длину волны, соответствующую "красной границе", нам нужно учитывать, что эта длина волны соответствует минимальной энергии, необходимой для вылета электронов. Таким образом, мы можем записать:

E_красной границы = E_фотона - E_электронов.

1. Следовательно, E_красной границы = 3.313 x 10^-19 Дж - 1.104 x 10^-19 Дж ≈ 2.209 x 10^-19 Дж.

Теперь найдем длину волны, соответствующую этой энергии:

1. Используем формулу для энергии: E = h * f, где f = c / λ.
2. Тогда λ = h * c / E.
3. Подставим значения: λ = (6.626 x 10^-34 Дж·с * 3 x 10^8 м/с) / (2.209 x 10^-19 Дж).
4. Вычисляем: λ ≈ 9.0 x 10^-7 м = 900 нм.

Таким образом, длина волны, соответствующая "красной границе", составляет приблизительно 900 нм.