Ну кто-нибудь! ПОЖАЛУЙСТА! Какова максимальная скорость фотоэлектронов при действии на катод света длиной волны 450 нм, если красная граница фотоэффекта для данного катода 600 нм?

Физика 11 класс Фотоэффект максимальная скорость фотоэлектронов длина волны света 450 нм красная граница фотоэффекта катод Фотоэффект физика энергия фотоэлектронов Новый

Для решения задачи о максимальной скорости фотоэлектронов, выберем несколько шагов, которые помогут нам понять, как это сделать.

Шаг 1: Определим энергию фотонов

Сначала нам нужно рассчитать энергию фотонов, которые обладают длиной волны 450 нм. Энергия фотонов (E) рассчитывается по формуле:

E = h * f

где:

• h - постоянная Планка (примерно 6.626 * 10^(-34) Дж·с),
• f - частота света, которую можно найти по формуле f = c / λ,
• c - скорость света (примерно 3 * 10^8 м/с),
• λ - длина волны (в метрах).

Сначала переведем длину волны в метры:

λ = 450 нм = 450 * 10^(-9) м.

Теперь найдем частоту:

f = c / λ = (3 * 10^8 м/с) / (450 * 10^(-9) м) ≈ 6.67 * 10^14 Гц.

Теперь можем найти энергию фотонов:

E = h * f = (6.626 * 10^(-34) Дж·с) * (6.67 * 10^14 Гц) ≈ 4.42 * 10^(-19) Дж.

Шаг 2: Определим работу выхода

Работа выхода (W) - это минимальная энергия, необходимая для того, чтобы выбить электрон из катода. Она связана с красной границей фотоэффекта (λ0), которая равна 600 нм.

Сначала переведем длину волны в метры:

λ0 = 600 нм = 600 * 10^(-9) м.

Теперь найдем энергию, соответствующую этой длине волны:

f0 = c / λ0 = (3 * 10^8 м/с) / (600 * 10^(-9) м) = 5 * 10^14 Гц.

W = h * f0 = (6.626 * 10^(-34) Дж·с) * (5 * 10^14 Гц) ≈ 3.31 * 10^(-19) Дж.

Шаг 3: Найдем максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов

Максимальная кинетическая энергия (K) фотоэлектронов определяется как разность между энергией фотонов и работой выхода:

K = E - W.

K = (4.42 * 10^(-19) Дж) - (3.31 * 10^(-19) Дж) = 1.11 * 10^(-19) Дж.

Шаг 4: Найдем максимальную скорость фотоэлектронов

Максимальная кинетическая энергия также может быть выражена через массу (m) и скорость (v) электрона:

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

Масса электрона (m) примерно равна 9.11 * 10^(-31) кг.

Теперь можем выразить скорость:

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

Подставим значения:

v = sqrt((2 * (1.11 * 10^(-19) Дж)) / (9.11 * 10^(-31) кг)) ≈ 1.58 * 10^6 м/с.

Ответ:

Максимальная скорость фотоэлектронов при действии на катод света длиной волны 450 нм составляет примерно 1.58 * 10^6 м/с.