Дано:
Работа выхода вольфрама (ϕ) = 4,5 эВ = 4,5 * 1,6 * 10^-19 Дж/эВ = 7,2 * 10^-19 Дж,
Длина волны падающего света (λ) = 250 нм = 250 * 10^-9 м,
Скорость света (c) = 3 * 10^8 м/с,
Постоянная Планка (h) = 6,62 * 10^-34 Дж*с.
Найти:
а) Частоту падающего света в Гц,
б) Энергию падающего кванта,
в) Максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов и представить ее в эВ,
г) Частоту, соответствующую красной границе фотоэффекта.
Решение:
а) Частота света определяется из формулы:
c = λ * f,
где c - скорость света, λ - длина волны, f - частота.
f = c / λ,
f = 3 * 10^8 / 250 * 10^-9,
f = 1.2 * 10^15 Гц.
б) Энергия падающего кванта вычисляется по формуле:
E = h * f,
где h - постоянная Планка, f - частота.
E = 6.62 * 10^-34 * 1.2 * 10^15,
E = 7.944 * 10^-19 Дж = 7.944 эВ.
в) Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона определяется как разность между энергией кванта и работой выхода:
Kmax = E - ϕ,
Kmax = 7.944 - 4.5,
Kmax = 3.444 эВ.
г) Частота, соответствующая красной границе фотоэффекта, может быть найдена используя формулу:
E = h * f,
f = E / h,
f = ϕ / h,
f = 4.5 / 6.62 * 10^-34,
f ≈ 6.79 * 10^14 Гц.
Ответ:
а) Частота падающего света составляет 1.2 * 10^15 Гц.
б) Энергия падающего кванта равна 7.944 эВ.
в) Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона составляет 3.444 эВ.
г) Частота, соответствующая красной границе фотоэффекта, примерно равна 6.79 * 10^14 Гц.