Какой максимальной скоростью обладают электроны, вырванные из цезия при облучении его светом с длиной волны 50 нм, если работа выхода электрона из цезия составляет 3*10^-19 Дж?

Физика 11 класс photoelectric effect максимальная скорость электронов электроны цезий работа выхода электрона облучение светом длина волны 50 нм физика электроники квантовая физика фотоэлектрический эффект Новый

Чтобы найти максимальную скорость электронов, вырванных из цезия при облучении светом, необходимо воспользоваться законом сохранения энергии и формулой для энергии фотона.

Шаг 1: Найдем энергию фотона.

Энергия фотона (E) может быть вычислена по формуле:

E = h * ν,

где h - постоянная Планка (приблизительно 6.626 * 10^-34 Дж·с), а ν - частота света.

Частота света связана с длиной волны (λ) следующим образом:

ν = c / λ,

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

Подставим длину волны 50 нм (или 50 * 10^-9 м) в формулу для ν:

• ν = (3 * 10^8 м/с) / (50 * 10^-9 м) = 6 * 10^15 Гц.

Теперь можем найти энергию фотона:

• E = h * ν = (6.626 * 10^-34 Дж·с) * (6 * 10^15 Гц) ≈ 3.976 * 10^-18 Дж.

Шаг 2: Найдем кинетическую энергию электрона.

Кинетическая энергия (K) электрона, вырванного из цезия, задается формулой:

K = E - W,

где W - работа выхода электрона (в нашем случае 3 * 10^-19 Дж).

Теперь подставим значения:

• K = 3.976 * 10^-18 Дж - 3 * 10^-19 Дж = 3.676 * 10^-18 Дж.

Шаг 3: Найдем максимальную скорость электрона.

Кинетическая энергия также может быть выражена через массу и скорость:

K = (m * v^2) / 2,

где m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг), а v - скорость электрона.

Перепишем формулу для скорости:

• v = sqrt(2 * K / m).

Подставим найденные значения:

• v = sqrt(2 * (3.676 * 10^-18 Дж) / (9.11 * 10^-31 кг)).

Теперь вычислим значение:

• v ≈ sqrt(8.065 * 10^12) ≈ 2.84 * 10^6 м/с.

Ответ: Максимальная скорость электронов, вырванных из цезия, составляет примерно 2.84 * 10^6 м/с.