Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона при облучении калия светом с длиной волны 260 нм. Красная

Суть вопроса: Фотоэффект и максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Разъяснение: Фотоэффект — это явление, при котором фотоэлектроны выбиваются из поверхности материала под действием света. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона может быть определена с использованием уравнения фотоэффекта:

[E_k = h cdot f — phi]

где:
— (E_k) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона,
— (h) — постоянная Планка ((6,62607015 times 10^{-34}) Дж·с),
— (f) — частота света (в Гц),
— (phi) — работа выхода материала (в Дж).

Для нашего случая, нам дана длина волны ((λ = 260) нм) и красная граница фотоэффекта ((2,2) эВ), которая соответствует минимальной энергии, необходимой для выбивания фотоэлектрона. Мы можем использовать следующие формулы:

[c = λf]
[E = frac{hc}{λ}]

где (c) — скорость света ((3,00 times 10^8) м/с), (E) — энергия света.

Сначала найдем частоту (f), используя длину волны:

[f = frac{c}{λ} = frac{3,00 times 10^8; м/с}{260 times 10^{-9}; м} = 1,154 times 10^{15}; Гц]

Теперь мы можем найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:

[E_k = (6,62607015 times 10^{-34}; Дж·с) cdot (1,154 times 10^{15}; Гц) — 2,2; эВ]

[E_k = 7,664 times 10^{-19}; Дж — 2,2; эВ]

[1 эВ = 1,602176634 times 10^{-19}; Дж]

[E_k = (7,664 times 10^{-19}; Дж — (2,2 ;эВ cdot 1,602176634 times 10^{-19}; Дж/эВ)]
[E_k = 7,664 times 10^{-19}; Дж — 3,523 times 10^{-19}; Дж]
[E_k = 4,141 times 10^{-19}; Дж]

Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона составляет (4,141 times 10^{-19}; Дж).

Пример использования: Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона при облучении калия светом с длиной волны 260 нм.

Совет: При решении задач по фотоэффекту, всегда проверяйте, что энергия света больше или равна работе выхода материала, иначе фотоэффект не произойдет.

Дополнительное задание: Предположим, что длина волны света увеличивается до 300 нм. Как это повлияет на максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона для калия?