Какова скорость электронов, которые вырываются из натрия под воздействием света с длиной волны 66 нм, если работа выхода электрона для натрия составляет 4*10^-19 Дж, а масса покоя электрона равна 9,1*10^-31 кг?

Физика 11 класс photoelectric effect скорость электронов натрий длина волны 66 нм работа выхода электрона 4*10^-19 Дж масса покоя электрона 9,1*10^-31 кг физика Фотоэффект энергия фотонов кинетическая энергия формула скорости Новый

Чтобы найти скорость электронов, вырывающихся из натрия под воздействием света, нам нужно использовать закон сохранения энергии. В данном случае энергия фотона, который падает на натрий, должна быть равна работе выхода электрона плюс его кинетической энергии.

Шаги решения:

1. Найдем энергию фотона. Энергия фотона (E) может быть вычислена по формуле:
• E = h * f

где h - постоянная Планка (приблизительно 6.626 * 10^-34 Дж·с), а f - частота света. Частоту можно найти из длины волны (λ) по формуле:

• f = c / λ

где c - скорость света (приблизительно 3 * 10^8 м/с), а λ - длина волны (в данном случае 66 нм, что равно 66 * 10^-9 м).

2. Подставим значения и найдем частоту.
• f = (3 * 10^8 м/с) / (66 * 10^-9 м) ≈ 4.545 * 10^15 Гц.
3. Теперь найдем энергию фотона.
• E = h * f = (6.626 * 10^-34 Дж·с) * (4.545 * 10^15 Гц) ≈ 3.01 * 10^-18 Дж.
4. Теперь мы можем использовать закон сохранения энергии. Энергия фотона должна быть равна работе выхода электрона плюс его кинетической энергии (K):
• E = W + K
• K = (1/2) * m * v^2

где W - работа выхода (4 * 10^-19 Дж), m - масса электрона (9.1 * 10^-31 кг), v - скорость электрона.

5. Подставим известные значения.
• 3.01 * 10^-18 Дж = 4 * 10^-19 Дж + (1/2) * (9.1 * 10^-31 кг) * v^2.
6. Решим это уравнение для v.
• 3.01 * 10^-18 Дж - 4 * 10^-19 Дж = (1/2) * (9.1 * 10^-31 кг) * v^2
• 2.61 * 10^-18 Дж = (1/2) * (9.1 * 10^-31 кг) * v^2
• v^2 = (2 * 2.61 * 10^-18 Дж) / (9.1 * 10^-31 кг)
• v^2 ≈ 5.74 * 10^12 м^2/с^2
• v ≈ √(5.74 * 10^12) ≈ 2.39 * 10^6 м/с.

Ответ: Скорость электронов, вырывающихся из натрия под воздействием света с длиной волны 66 нм, составляет приблизительно 2.39 * 10^6 м/с.