Какая часть энергии фотона, вызывающего фотоэффект, расходуется на работу выхода, если максимальная скорость электронов, вырываемых с поверхности цинка, составляет 10^6 м/с? Красная граница фотоэффекта для цинка 290 нм.
от

1 Ответ

Дано:
- Максимальная скорость электронов v = 10^6 м/с.
- Красная граница фотоэффекта для цинка λ = 290 нм = 290 * 10^-9 м.

Найти:

Часть энергии фотона, расходующаяся на работу выхода.

Решение:

1. Сначала найдем максимальную кинетическую энергию K_max выбитых электронов с помощью формулы:

K_max = (1/2) * m * v^2,

где m - масса электрона (примерно 9,11 * 10^-31 кг).

Подставим значения:

K_max = (1/2) * (9,11 * 10^-31 кг) * (10^6 м/с)^2
= (1/2) * (9,11 * 10^-31) * (10^12)
= 4,555 * 10^-19 Дж.

2. Теперь найдем энергию фотонов E с помощью формулы:

E = h * c / λ,

где h - постоянная Планка (примерно 6,63 * 10^-34 Дж·с), c - скорость света (примерно 3 * 10^8 м/с).

Подставим значения:

E = (6,63 * 10^-34 Дж·с) * (3 * 10^8 м/с) / (290 * 10^-9 м)
= (1,989 * 10^-25 Дж·м) / (290 * 10^-9 м)
= 6,86 * 10^-19 Дж.

3. Часть энергии фотона, которая расходуется на работу выхода W, можно найти по формуле:

W = E - K_max.

Подставим значения:

W = 6,86 * 10^-19 Дж - 4,555 * 10^-19 Дж
= 2,305 * 10^-19 Дж.

4. Теперь найдем отношение работы выхода к энергии фотона:

Часть энергии = W / E.

Подставим значения:

Часть энергии = (2,305 * 10^-19 Дж) / (6,86 * 10^-19 Дж)
≈ 0,335.

Ответ:
Часть энергии фотона, расходуемая на работу выхода, составляет примерно 0,335 или 33,5%.
от