Какова работа выхода электрона с поверхности материала, если при облучении жёлтым светом скорость выбитых электронов составляет 0,28*10^6 м/с, а длина волны жёлтого света равна 590 нм?

Физика 11 класс Эффект фотоэлектронов работа выхода электрона желтый свет скорость электронов длина волны физика 11 класс фотонная энергия закон сохранения энергии Новый

Чтобы найти работу выхода электрона с поверхности материала, нам нужно воспользоваться уравнением, связывающим энергию фотона, работу выхода и кинетическую энергию выбитого электрона. Этот процесс описывается уравнением:

E = A + K

где:

• E — энергия фотона,
• A — работа выхода электрона,
• K — кинетическая энергия выбитого электрона.

Кинетическую энергию электрона можно вычислить по формуле:

K = (m * v^2) / 2

где:

• m — масса электрона (приблизительно 9,11 * 10^-31 кг),
• v — скорость выбитого электрона (в данном случае 0,28 * 10^6 м/с).

Теперь давайте сначала найдем кинетическую энергию:

1. Подставляем значения в формулу для кинетической энергии:
2. K = (9,11 * 10^-31 * (0,28 * 10^6)^2) / 2.
3. Сначала вычислим (0,28 * 10^6)^2:
4. (0,28 * 10^6)^2 = 0,0784 * 10^{12} = 7,84 * 10^{10}.
5. Теперь подставим это значение в формулу для K:
6. K = (9,11 * 10^-31 * 7,84 * 10^{10}) / 2.
7. K ≈ (7,136 * 10^-20) / 2 = 3,568 * 10^-20 Дж.

Теперь найдем энергию фотона. Энергия фотона рассчитывается по формуле:

E = h * c / λ

где:

• h — постоянная Планка (приблизительно 6,63 * 10^-34 Дж·с),
• c — скорость света (приблизительно 3 * 10^8 м/с),
• λ — длина волны (590 нм = 590 * 10^-9 м).

Теперь подставим значения:

1. E = (6,63 * 10^-34 * 3 * 10^8) / (590 * 10^-9).
2. Вычислим числитель: 6,63 * 10^-34 * 3 * 10^8 = 1,989 * 10^-25 Дж·м.
3. Теперь делим на длину волны: E = 1,989 * 10^-25 / (590 * 10^-9).
4. E ≈ 3,37 * 10^-19 Дж.

Теперь мы можем найти работу выхода электрона:

1. Подставляем значения в уравнение E = A + K:
2. 3,37 * 10^-19 = A + 3,568 * 10^-20.
3. Теперь решим уравнение для A:
4. A = 3,37 * 10^-19 - 3,568 * 10^-20.
5. A ≈ 3,013 * 10^-19 Дж.

Таким образом, работа выхода электрона с поверхности материала составляет примерно 3,013 * 10^-19 Дж.