Дано:
Функция освобождения электронов для лития: Φ = 2,38 эВ = 2,38 * 1.6 * 10^-19 Дж
Скорость света в вакууме: c = 3 * 10^8 м/с
Постоянная Планка: h = 6.62 * 10^-34 Дж*с
Частота излучаемого света: ν = 2 * 10^15 Гц
Найти:
а) Кинетическую энергию фотоэлектронов.
б) Скорость фотоэлектронов.
в) Значение красной границы фотоэффекта.
Решение:
а) Кинетическая энергия фотоэлектронов может быть найдена по формуле:
K = hν - Φ,
где hν - энергия фотона, Φ - функция освобождения.
Подставляя известные значения, получаем:
K = (6.62 * 10^-34 Дж*с * 2 * 10^15 Гц) - 2.38 * 1.6 * 10^-19 Дж
K ≈ 1.32 * 10^-18 Дж.
б) Скорость фотоэлектронов можно найти, используя кинетическую энергию и формулу для кинетической энергии:
K = (1/2)mv^2,
где m - масса электрона, v - его скорость.
Масса электрона равна приблизительно 9.11 * 10^-31 кг.
Тогда скорость равна:
v = √(2K/m) = √(2 * 1.32 * 10^-18 / 9.11 * 10^-31) ≈ 5.57 * 10^5 м/c.
в) Значение красной границы фотоэффекта связано с минимальной частотой света, способной вызвать фотоэффект. Минимальная энергия фотона связана с функцией освобождения следующим образом:
E_min = Φ,
где E_min - минимальная энергия фотона, Φ - функция освобождения.
Используя формулу для энергии фотона E = hν, можно найти значение красной границы фотоэффекта:
E_min = hν_min = Φ,
отсюда ν_min = Φ / h.
Подставляя числовые значения, получаем:
ν_min ≈ 2.38 * 1.6 * 10^-19 / 6.62 * 10^-34 ≈ 5.72 * 10^14 Гц.
Ответ:
a) Кинетическая энергия фотоэлектронов составляет примерно 1.32 * 10^-18 Дж.
б) Скорость фотоэлектронов равна примерно 5.57 * 10^5 м/с.
в) Значение красной границы фотоэффекта составляет примерно 5.72 * 10^14 Гц.