Какова частота света, который падает на поверхность вольфрама, если работа выхода электронов из вольфрама составляет 4,50 эВ, а максимальная скорость фотоэлектронов равна 10^3 км/с?

Физика Колледж Фотоэлектрический эффект частота света работа выхода электронов вольфрам фотоэлектроны максимальная скорость физика 12 класс Новый

Для решения задачи нам понадобится использовать закон сохранения энергии, который связывает энергию света, падающего на вольфрам, с работой выхода электронов и кинетической энергией выбитых фотоэлектронов.

Шаг 1: Определим кинетическую энергию фотоэлектронов.

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

КЭ = (m * v^2) / 2

где:

• m - масса электрона, которая равна примерно 9.11 * 10^(-31) кг;
• v - максимальная скорость фотоэлектронов, равная 10^3 км/с, что в метрах составляет 10^6 м/с.

Теперь подставим значения:

КЭ = (9.11 * 10^(-31) * (10^6)^2) / 2

КЭ = (9.11 * 10^(-31) * 10^(12)) / 2 = 4.55 * 10^(-19) Дж.

Шаг 2: Переведем работу выхода из электронов в джоули.

Работа выхода (W) равна 4.50 эВ. Мы знаем, что 1 эВ = 1.6 * 10^(-19) Дж, поэтому:

W = 4.50 * 1.6 * 10^(-19) = 7.2 * 10^(-19) Дж.

Шаг 3: Найдем полную энергию света.

Энергия света (E) равна сумме работы выхода и кинетической энергии:

E = W + КЭ

E = 7.2 * 10^(-19) + 4.55 * 10^(-19) = 1.175 * 10^(-18) Дж.

Шаг 4: Найдем частоту света.

Энергия света также связана с частотой (ν) по формуле:

E = h * ν

где h - постоянная Планка, равная приблизительно 6.63 * 10^(-34) Дж·с.

Теперь можем выразить частоту:

ν = E / h

ν = (1.175 * 10^(-18)) / (6.63 * 10^(-34))

ν ≈ 1.77 * 10^(15) Гц.

Таким образом, частота света, который падает на поверхность вольфрама, составляет примерно 1.77 * 10^(15) Гц.