Дано:
1. Длина волны красной границы фотоэффекта λmax = 0,15 мкм = 0,15 × 10^-6 м.
Найти: максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона (Eк) в джоулях.
Решение:
1. Энергия фотона рассчитывается по формуле:
E = h * f,
где h - постоянная Планка (h ≈ 6,626 × 10^-34 Дж·с), f - частота света.
2. Частота связана с длиной волны следующим образом:
f = c / λ,
где c - скорость света (c ≈ 3 × 10^8 м/с).
3. Подставим выражение для частоты в формулу энергии:
E = h * (c / λ).
4. Подставим известные значения:
E = 6,626 × 10^-34 * (3 × 10^8 / 0,15 × 10^-6).
5. Приступим к расчетам:
E = 6,626 × 10^-34 * (3 × 10^8 / 0,15 × 10^-6)
= 6,626 × 10^-34 * (3 × 10^8 / 1,5 × 10^-7)
= 6,626 × 10^-34 * 2 × 10^15
= 1,3252 × 10^-18 Дж.
6. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона определяется как разница между энергией фотона и работой выхода из металла катода, но поскольку нам нужна только максимальная кинетическая энергия, учитываем, что при достижении красной границы работа выхода равна энергии фотона.
Следовательно, если E больше нуля, то это и будет максимальная кинетическая энергия.
Ответ: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона составляет приблизительно 1,3252 × 10^-18 Дж.