Какую максимальную кинетическую энергию имеют фотоэлектроны при облучении железа светом с длиной волны 200 нм? Красная граница фотоэффекта д...
Условие:
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для расчета максимальной кинетической энергии фотоэлектронов:
E = h * f - W
где E - максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 Дж·с), f - частота света, W - работа выхода (энергия, необходимая для выхода фотоэлектрона из материала).
Для определения частоты света, соответствующей длине волны 200 нм, мы можем использовать формулу:
c = λ * f
где c - скорость света (около 3 × 10^8 м/с), λ - длина волны света, f - частота света.
Работа выхода для железа составляет 4.5 эВ (электрон-вольт). Чтобы перевести эВ в джоули, мы можем использовать следующее соотношение:
1 эВ = 1.6 × 10^-19 Дж
Теперь мы можем решить задачу:
- Найдем частоту света, соответствующую длине волны 200 нм:
f = c / λ = (3 × 10^8 м/с) / (200 × 10^-9 м) = 1.5 × 10^15 Гц
- Рассчитаем максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов:
E = (6.62607015 × 10^-34 Дж·с) * (1.5 × 10^15 Гц) - (4.5 эВ * 1.6 × 10^-19 Дж/эВ) = 9.939105225 × 10^-19 Дж - 7.2 × 10^-19 Дж = 2.739105225 × 10^-19 Дж
Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при облучении железа светом с длиной волны 200 нм составляет примерно 2.74 × 10^-19 Дж.