Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона калия при его освещении светом с длиной волны 400 нм, если работа выхода электронов у калия равна 3,6 * 10^-19 Дж.

Физика 11 класс Фотоэлектрический эффект максимальная кинетическая энергия фотоэлектрон калий освещение длина волны 400 нм работа выхода электроны физика 11 класс энергия фотонов Фотоэффект Новый

Для решения задачи начнем с записи уравнения Эйнштейна для фотоэффекта, которое связывает энергию фотона, работу выхода и кинетическую энергию фотоэлектрона:

h * V = A + E(k)

где:

• h - постоянная Планка (h = 6,62 * 10^-34 Дж·с),
• V - частота света (в Гц),
• A - работа выхода (в Дж),
• E(k) - кинетическая энергия фотоэлектрона (в Дж).

Мы можем выразить кинетическую энергию фотоэлектрона из этого уравнения:

E(k) = h * V - A

Теперь нам нужно найти частоту света. Для этого воспользуемся формулой, связывающей скорость света, длину волны и частоту:

c = λ * V

где:

• c - скорость света (c = 3 * 10^8 м/с),
• λ - длина волны (в метрах).

Из этой формулы можно выразить частоту:

V = c / λ

Теперь подставим длину волны 400 нм (что равно 400 * 10^-9 м) в формулу для частоты:

V = 3 10^8 м/с / (400 10^-9 м)

После вычислений получаем:

V = 7,5 * 10^{14} Гц

Теперь, когда у нас есть частота, подставим её в уравнение для кинетической энергии:

E(k) = h * V - A

Подставляем значения:

E(k) = (6,62 10^-34 Дж·с) (7,5 10^{14} Гц) - (3,6 10^-19 Дж)

Выполнив умножение:

E(k) = 4,965 10^{-19} Дж - 3,6 10^{-19} Дж

Теперь вычтем работу выхода из полученной энергии:

E(k) = 1,365 * 10^{-19} Дж

Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона при освещении калия светом с длиной волны 400 нм составляет:

Ответ: Кинетическая энергия E(k) = 1,365 * 10^-19 Дж.