Какова максимальная кинетическая энергия (в эВ) электронов, которые вырываются из металла под воздействием ультрафиолетового излучения с длиной волны 0,33 мкм, если работа выхода электрона составляет 2,8 × 10−19 Дж? Постоянная Планка равна 6,6 × 10−34 Дж (1 эВ = 1,6 × 10−19 Дж).

Физика 11 класс Фотоэффект максимальная кинетическая энергия электроны Ультрафиолетовое излучение длина волны работа выхода постоянная Планка физика 11 класс Новый

Чтобы найти максимальную кинетическую энергию электронов, вырывающихся из металла под воздействием ультрафиолетового излучения, нам нужно использовать уравнение photoelectric effect (фотоэффект). Это уравнение выглядит следующим образом:

E_k = E_f - A

где:

• E_k - максимальная кинетическая энергия электрона;
• E_f - энергия фотона;
• A - работа выхода электрона.

Первым шагом нам нужно найти энергию фотона (E_f). Энергия фотона рассчитывается по формуле:

E_f = h * f

где:

• h - постоянная Планка (6,6 × 10^-34 Дж);
• f - частота света.

Частоту света можно найти из длины волны (λ) с помощью формулы:

f = c / λ

где:

• c - скорость света (примерно 3 × 10⁸ м/с);
• λ - длина волны (в данном случае 0,33 мкм = 0,33 × 10^-6 м).

Теперь подставим значения:

1. Сначала найдем частоту:

f = c / λ = (3 × 10⁸ м/с) / (0,33 × 10^-6 м) ≈ 9,09 × 10¹⁴ Гц.

2. Теперь найдем энергию фотона:

E_f = h * f = (6,6 × 10^-34 Дж) * (9,09 × 10¹⁴ Гц) ≈ 6,00 × 10^-19 Дж.

3. Теперь можем найти максимальную кинетическую энергию:

Сначала преобразуем работу выхода из Джоулей в электрон-вольты:

A = 2,8 × 10^-19 Дж / (1,6 × 10^-19 Дж/эВ) ≈ 1,75 эВ.

4. Теперь подставим в уравнение для E_k:

E_k = E_f - A = (6,00 × 10^-19 Дж) - (2,8 × 10^-19 Дж) = 3,2 × 10^-19 Дж.

5. И снова преобразуем E_k в электрон-вольты:

E_k = 3,2 × 10^-19 Дж / (1,6 × 10^-19 Дж/эВ) ≈ 2,00 эВ.

Итак, максимальная кинетическая энергия электронов, вырывающихся из металла, составляет примерно 2,00 эВ.