Работа выхода электронов из цинка составляет 4 эВ. Какую кинетическую энергию будут иметь фотоэлектроны, если цинковую пластину освещать излучением с длиной волны 200 нм?

Физика 11 класс Фотоэлектрический эффект физика 11 класс работа выхода электронов кинетическая энергия фотоэлектронов длина волны 200 нм цинковая пластина фотоэлектрический эффект Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон фотоэлектрического эффекта. Согласно этому закону, кинетическая энергия фотоэлектронов (КЭ) может быть найдена по формуле:

КЭ = E - A

где:

• E - энергия фотона,
• A - работа выхода электронов из материала.

Давайте разберем шаги решения:

1. Найдем энергию фотона (E). Энергию фотона можно вычислить по формуле:

E = h * f

где:

• h - постоянная Планка (приблизительно 6.626 × 10^(-34) Дж·с),
• f - частота света, которую можно найти через длину волны (λ):

f = c / λ

где:

• c - скорость света (приблизительно 3 × 10^8 м/с),
• λ - длина волны (в метрах).
2. Переведем длину волны из нанометров в метры. Длина волны λ = 200 нм = 200 × 10^(-9) м.
3. Найдем частоту (f):

f = c / λ = (3 × 10^8 м/с) / (200 × 10^(-9) м) = 1.5 × 10^(15) Гц.

4. Теперь найдем энергию фотона (E):

E = h * f = (6.626 × 10^(-34) Дж·с) * (1.5 × 10^(15) Гц) ≈ 9.94 × 10^(-19) Дж.

5. Переведем энергию фотона из джоулей в электронвольты. 1 эВ ≈ 1.6 × 10^(-19) Дж, поэтому:

E ≈ 9.94 × 10^(-19) Дж / (1.6 × 10^(-19) Дж/эВ) ≈ 6.21 эВ.

6. Теперь подставим значения в формулу для кинетической энергии:

КЭ = E - A = 6.21 эВ - 4 эВ = 2.21 эВ.

Ответ: Кинетическая энергия фотоэлектронов, вырывающихся из цинковой пластины при освещении излучением с длиной волны 200 нм, составляет 2.21 эВ.