Дано:
- длина волны λ (в метрах)
- разность потенциалов U (в вольтах)
- модуль максимальной скорости ускоренных электронов vmax1 (в м/с)
Найти:
- работа выхода электрона из данного металла Aвых (в Дж).
Решение:
1. Сначала найдем энергию, приобретенную электронами при проходе через разность потенциалов U. Эта энергия равна работе, которую выполняет электрическое поле над электроном:
Eпот = e * U,
где e - заряд электрона (приблизительно 1,602 * 10^-19 Кл).
2. Теперь выразим работу, которая была затрачена на выбивание электрона с поверхности металла. Для этого используем закон сохранения энергии. Полная энергия, полученная электронным, равна сумме его кинетической энергии и работы выхода:
Eпот = Aвых + Eкин.
3. Кинетическая энергия электрона, двигающегося со скоростью vmax1, определяется как:
Eкин = (1/2) * m * vmax1^2,
где m - масса электрона (приблизительно 9,11 * 10^-31 кг).
4. Подставим выражение для Eкин в уравнение сохранения энергии:
e * U = Aвых + (1/2) * m * vmax1^2.
5. Теперь выразим работу выхода Aвых:
Aвых = e * U - (1/2) * m * vmax1^2.
6. Подставим значения:
Aвых = (1,602 * 10^-19) * U - (1/2) * (9,11 * 10^-31) * (vmax1^2).
7. Теперь можно подставить конкретные значения для U и vmax1, чтобы получить численный ответ.
Ответ:
Работа выхода электрона из данного металла Aвых может быть найдена по формуле Aвых = e * U - (1/2) * m * vmax1^2, подставив известные значения.