Какую частоту света нужно направить на поверхность лития, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов составляла 2,5 • 10^6 м/с, если работа выхода электронов из лития равна 2,39 эВ?

Физика 11 класс Фотоэлектрический эффект частота света поверхность лития скорость фотоэлектронов работа выхода электронов 2,5 • 10^6 м/с 2,39 эВ Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать несколько формул из физики, связанных с эффектом фотоэлектрона. Давайте разберемся шаг за шагом!

Шаг 1: Найдем кинетическую энергию фотоэлектронов.

Кинетическая энергия (КЭ) фотоэлектронов может быть найдена по формуле:

КЭ = (m * v^2) / 2

где:

• m - масса электрона (приблизительно 9,11 * 10^-31 кг),
• v - максимальная скорость фотоэлектронов (2,5 * 10^6 м/с).

Подставим значения:

КЭ = (9,11 * 10^-31 * (2,5 * 10^6)^2) / 2 = 2,85 * 10^-14 Дж.

Шаг 2: Переведем работу выхода из электронов в джоули.

Работа выхода W = 2,39 эВ. Чтобы перевести в джоули, используем соотношение 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж:

W = 2,39 * 1,6 * 10^-19 = 3,824 * 10^-19 Дж.

Шаг 3: Найдем энергию фотонов.

Энергия фотонов E может быть найдена по формуле:

E = КЭ + W.

Подставим значения:

E = 2,85 * 10^-14 + 3,824 * 10^-19 = 2,85 * 10^-14 Дж.

Шаг 4: Найдем частоту света.

Энергия фотонов также связана с частотой света по формуле:

E = h * f,

где h - постоянная Планка (приблизительно 6,626 * 10^-34 Дж·с).

Отсюда находим частоту:

f = E / h.

Подставим значения:

f = (2,85 * 10^-14) / (6,626 * 10^-34) ≈ 4,30 * 10^19 Гц.

Ответ:

Частота света, необходимая для достижения максимальной скорости фотоэлектронов 2,5 * 10^6 м/с, составляет примерно 4,30 * 10^19 Гц. Ура, мы справились!