Каковы параметры фотоэффекта для металла, если красная граница составляет λ(0), падает поток фотонов с массой m, частотой γ=7,5*10^14 Гц и длиной волны λ, а выбитые электроны имеют максимальную скорость u и требуют задерживающего потенциала U=0,918 В для остановки?

Физика Университет Фотоэффект параметры фотоэффекта красная граница поток фотонов частота фотонов длина волны выбитые электроны максимальная скорость задерживающий потенциал физика фотоэффекта металл и фотоэффект

Давайте разберем параметры фотоэффекта для данного металла с энтузиазмом и воодушевлением!

Фотоэффект — это удивительное явление, которое демонстрирует, как свет может выбивать электроны из металла. В нашем случае у нас есть несколько ключевых параметров:

• Частота света (γ): 7,5 * 10^14 Гц
• Задерживающий потенциал (U): 0,918 В

Теперь давайте подумаем о красной границе и её значении:

• Красная граница (λ(0)): Это длина волны, ниже которой фотоэффект не происходит. Она связана с работой выхода (W) металла.

Работа выхода можно вычислить по формуле:

• W = h * γ(0), где h — постоянная Планка, а γ(0) — частота, соответствующая красной границе.

Теперь, когда мы знаем, что электроны имеют максимальную скорость (u) и требуют задерживающего потенциала (U), мы можем использовать это для определения энергии, необходимой для выбивания электронов:

• Кинетическая энергия (E_k): E_k = (m * u^2) / 2
• Общая энергия фотонов (E): E = h * γ

Согласно закону сохранения энергии, мы можем записать:

• E = W + E_k
• E_k = e * U, где e — заряд электрона.

Таким образом, мы можем выразить работу выхода через задерживающий потенциал:

• W = h * γ - e * U

Это увлекательное взаимодействие между светом и веществом подчеркивает, как физика может быть захватывающей! Мы видим, как энергия фотонов, работа выхода и кинетическая энергия электронов переплетаются в этом замечательном процессе.

Продолжайте изучать, и вы откроете для себя еще больше увлекательных аспектов физики!

Чтобы решить задачу о фотоэффекте, нам необходимо использовать несколько основных понятий и формул, связанных с этим явлением. Давайте разберем параметры по шагам.

1. Определение красной границы:

Красная граница λ(0) – это длина волны, при которой энергия фотона равна работе выхода электрона из металла. Энергия фотона E может быть выражена через его частоту γ или длину волны λ:

• E = h * γ, где h – постоянная Планка (примерно 6,626 * 10^(-34) Дж·с).
• E = h * c / λ, где c – скорость света (примерно 3 * 10^8 м/с).

Работа выхода W связана с красной границей следующим образом:

• W = h * c / λ(0).

2. Энергия фотона:

Теперь, используя частоту γ = 7,5 * 10^14 Гц, мы можем найти энергию фотона:

• E = h * γ = (6,626 * 10^(-34) Дж·с) * (7,5 * 10^14 Гц).

Рассчитаем это значение:

• E ≈ 4,969 * 10^(-19) Дж.

3. Максимальная кинетическая энергия выбитых электронов:

Согласно уравнению фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия Kmax выбитых электронов равна:

• Kmax = E - W.

Работа выхода W можно выразить через задерживающий потенциал U:

• Kmax = e * U, где e – заряд электрона (примерно 1,602 * 10^(-19) Кл).

Таким образом, мы можем записать:

• E - W = e * U.

4. Подставим известные значения:

Теперь, подставим значения для Kmax:

• e * U = (1,602 * 10^(-19) Кл) * (0,918 В) = 1,471 * 10^(-19) Дж.

5. Определение работы выхода:

Теперь мы можем найти работу выхода W:

• W = E - Kmax = 4,969 * 10^(-19) Дж - 1,471 * 10^(-19) Дж = 3,498 * 10^(-19) Дж.

6. Определение красной границы:

Теперь, используя работу выхода, мы можем найти красную границу λ(0):

• λ(0) = h * c / W.

Подставим значения:

• λ(0) = (6,626 * 10^(-34) Дж·с * 3 * 10^8 м/с) / (3,498 * 10^(-19) Дж).

После расчета, мы получим значение λ(0).

Итак, итоговые параметры фотоэффекта для данного металла:

• Работа выхода W ≈ 3,498 * 10^(-19) Дж.
• Красная граница λ(0) (после подстановки и вычисления).

Таким образом, мы нашли необходимые параметры, используя основные уравнения и законы фотоэффекта.