Максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных с поверхности вольфрама при фотоэффекте равна  2,1· 106 м/с. Определите частоту света, вызывающего фотоэффект.
от

1 Ответ

Дано:
Максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных с поверхности вольфрама, v = 2.1 × 10^6 м/с.

Найти:
Частоту света, вызывающего фотоэффект.

Решение:

В фотоэффекте энергия фотона связана с его частотой следующим образом:
E = hf,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света.

Кинетическая энергия фотоэлектрона связана с его максимальной скоростью следующим образом:
K.E. = (1/2)mv^2,
где K.E. - кинетическая энергия, m - масса фотоэлектрона, v - скорость фотоэлектрона.

Максимальная скорость фотоэлектронов достигается при полной переводе энергии фотона в их кинетическую энергию:
E = K.E.

Подставим значения:
hf = (1/2)mv^2.

Так как энергия фотона связана с его частотой по формуле:
E = hf,

то можно записать:
hf = (1/2)mv^2.

Выразим частоту света:
f = (1/2)(mv^2)/h.

Подставим известные значения:
f = (1/2)(9.11 × 10^-31 кг × (2.1 × 10^6 м/с)^2)/(6.63 × 10^-34 Дж × с).

Выполним расчет:
f = (1/2)(9.11 × 10^-31 кг × 4.41 × 10^12 м^2/с^2)/(6.63 × 10^-34 Дж × с).

Упростим выражение:
f = (1/2)(40.195 × 10^-19 кг × м^2/с^2)/(6.63 × 10^-34 Дж × с).

Проведем арифметические операции:
f ≈ 30.33 × 10^14 Гц.

Ответ: Частота света, вызывающего фотоэффект, составляет примерно 30.33 × 10^14 Гц.
от