Какая будет максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, если свет длиной 170 нм будет падать на серебро? При этом

Какая будет максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, если свет длиной 170 нм будет падать на серебро? При этом, красная граница фотоэффекта для серебра составляет 4,3 эВ.

Точный ответ:

Фотоэффект и кинетическая энергия фотоэлектрона

Объяснение: Фотоэффект — это явление, при котором падающий свет вызывает выбивание электронов из поверхности материала. Кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от энергии фотона света и работы выхода материала.

Для решения данной задачи нам необходимо знать энергию фотона света, которая выражается через его длину волны. Связь между энергией фотона и длиной волны света определена формулой:

E = hc/λ

где E — энергия фотона, h — постоянная Планка (6.626 x 10^-34 Дж·с), c — скорость света (3 x 10^8 м/с), λ — длина волны света.

Для нахождения кинетической энергии фотоэлектрона мы должны вычесть работу выхода материала из энергии фотона:

K = E — W

где K — кинетическая энергия фотоэлектрона, E — энергия фотона, W — работа выхода материала.

В задаче уже указано, что красная граница фотоэффекта для серебра составляет 4,3 эВ. При этой энергии электрон может выйти из материала. Для перевода энергии в электронвольты (эВ), воспользуемся следующим преобразованием: 1 эВ = 1,6 x 10^-19 Дж.

Теперь мы можем решить задачу. Сначала находим энергию фотона света:

E = hc/λ

E = (6.626 x 10^-34 Дж·с * 3 x 10^8 м/с) / (170 x 10^-9 м)

E = 1,235 x 10^-15 Дж

Переводим энергию в электронвольты:

1,235 x 10^-15 Дж * (1/1,6 x 10^-19 Дж/эВ) = 7,72 эВ

Кинетическая энергия фотоэлектрона:

K = E — W

K = 7,72 эВ — 4,3 эВ

K = 3,42 эВ

Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона составляет 3,42 эВ.

Совет: Для более легкого понимания фотоэффекта рекомендуется изучить основные понятия волновой и квантовой природы света, а также узнать о работе выхода различных материалов.

Упражнение: На какую длину волны должен быть падающий свет, чтобы кинетическая энергия фотоэлектрона достигла максимального значения для данного материала, если работа выхода составляет 2,8 эВ? (Ответ предоставить в нанометрах)

Покажи ответ друзьям: