Какая работа должна быть выполнена для вывода электрона из металла, если электромагнитное излучение с длиной волны в 2 раза больше падает на металлическую пластину и максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов составляет 1 эВ?
Исчерпывающий ответ:
Описание:
Фотоэффект — явление испускания электронов металлом при взаимодействии с электромагнитным излучением. Чтобы вывести электрон из металла, необходимо выполнить работу, превышающую работу выхода, или фотоэлектрический потенциал. Фотоэлектрический эффект описывается формулой:
E = Ф + Кэ,
где E — энергия фотоэлектрона, Ф — работа выхода, Кэ — кинетическая энергия фотоэлектрона.
В данной задаче у нас известны Кэ (1 эВ) и отношение длин волн (2:1). При увеличении длины волны излучения, энергия фотоэлектрона уменьшается. Таким образом, можно сделать вывод, что работу выхода необходимо увеличить в два раза по сравнению с исходной ситуацией, чтобы фотоэлектрон все равно выводился из металла.
Пример использования:
Чтобы вывести электрон из металла, необходимо выполнить работу выхода равную 1 эВ * 2 = 2 эВ.
Совет:
Для лучшего понимания фотоэффекта можно провести дополнительные эксперименты, меняя длину волны излучения и наблюдая изменение кинетической энергии фотоэлектронов.
Упражнение:
Если электронам необходимо подавать энергию 4 эВ, чтобы выйти из металла, как изменится работа выхода в этом случае?
(Ответ: Работа выхода будет равна 4 эВ)