Какова максимальная скорость электронов, выбрасываемых из цезия при его освещении светом с частотой 7,5*10 в 14 степени?

Физика 11 класс Фотоэффект максимальная скорость электронов цезий освещение светом частота 7,5*10^14 Фотоэффект квантовая физика энергия фотонов Новый

Для определения максимальной скорости электронов, выбрасываемых из цезия при его освещении, нам нужно использовать два основных закона: закон сохранения энергии и уравнение для фотоэффекта.

Во-первых, давайте вспомним, что при фотоэффекте энергия фотона, который падает на поверхность материала, может быть рассчитана по формуле:

E = h * f

где:

• E — энергия фотона;
• h — постоянная Планка (приблизительно 6.626 * 10^(-34) Дж·с);
• f — частота света (в данном случае 7.5 * 10^(14) Гц).

Теперь подставим известные значения в формулу:

1. Сначала рассчитаем энергию фотона:
2. E = h * f = 6.626 * 10^(-34) * 7.5 * 10^(14)
3. Теперь произведем вычисления:

Энергия фотона будет равна:

E ≈ 4.969 * 10^(-19) Дж

Теперь, чтобы найти максимальную скорость электронов, нам нужно учесть, что энергия, переданная электрону, равна его кинетической энергии, когда он выбрасывается из металла. Кинетическая энергия электрона определяется формулой:

K.E. = (1/2) * m * v^2

где:

• K.E. — кинетическая энергия;
• m — масса электрона (приблизительно 9.11 * 10^(-31) кг);
• v — скорость электрона.

Из уравнения для кинетической энергии мы можем выразить скорость:

v = sqrt((2 * K.E.) / m)

Теперь, так как вся энергия фотона идет на выброс электрона, мы можем приравнять энергию фотона к кинетической энергии:

4.969 * 10^(-19) = (1/2) * 9.11 * 10^(-31) * v^2

Теперь решим это уравнение для v:

1. Умножим обе стороны на 2:
2. 9.11 * 10^(-31) * v^2 = 2 * 4.969 * 10^(-19)
3. Теперь поделим обе стороны на массу электрона:
4. v^2 = (2 * 4.969 * 10^(-19)) / (9.11 * 10^(-31))
5. Теперь вычислим v:

После проведения всех вычислений, мы получим:

v ≈ 1.36 * 10^6 м/с

Таким образом, максимальная скорость электронов, выбрасываемых из цезия при его освещении светом с частотой 7.5 * 10^14 Гц, составляет примерно 1.36 * 10^6 м/с.