1. Яка швидкість руху електрона відповідає довжині хвилі де Бройля 440 нм (тобто якщо довжина хвилі збігається

  • 15
1. Яка швидкість руху електрона відповідає довжині хвилі де Бройля 440 нм (тобто якщо довжина хвилі збігається з довжиною хвилі фіолетового світла в повітрі)?
2. Яка максимальна кінетична енергія фотоелектронів, якщо поверхня цезієвої пластини залишається освітленою світлом довжиною хвилі, яка вичислюється по роботі виходу електронів, рівної 1,97 еВ?
Pufik_2007
60
1. Довжина хвилі де Бройля (λ) електрона пов"язана з його імпульсом (р) за допомогою співвідношення де Бройля: \(\lambda = \frac{h}{p}\), де \(h\) - постійна Планка.

Щоб визначити швидкість (v) електрона, необхідно знайти його імпульс. Імпульс електрона можна виразити через його масу (m) та швидкість за формулою \(p = mv\).

Підставивши це значення імпульсу до формули для довжини хвилі де Бройля, отримаємо:

\(\lambda = \frac{h}{mv}\)

Тепер можна вирішити це рівняння щодо швидкості (v). Перетворимо його:

\(v = \frac{h}{m\lambda}\)

Для вирішення цієї задачі потрібно знати значення постійної Планка (h) та маси електрона (m).

Значення постійної Планка: \(h = 6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\)

Маса електрона: \(m = 9.11 \times 10^{-31} \, \text{кг}\)

Підставляючи ці значення в формулу для швидкості, отримуємо:

\(v = \frac{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}}{9.11 \times 10^{-31} \, \text{кг} \times 440 \times 10^{-9} \, \text{м}}\)

Після обчислення цього виразу отримаємо швидкість руху електрона.

2. Робота виходу (W) електронів з поверхні цезію - це мінімальна енергія, необхідна для виведення електрона з поверхні матеріалу. Робота виходу вимірюється в електрон-вольтах (еВ).

За формулою фотоефекту, максимальна кінетична енергія (E) фотоелектронів пов"язана з енергією фотона (hν) світла довжиною хвилі (λ) за співвідношенням \(E = hν - W\).

Отже, необхідно знати роботу виходу (W) і енергію фотона (hν) світла довжиною хвилі (λ), щоб знайти максимальну кінетичну енергію фотоелектронів.

Будемо припускати, що робота виходу електронів з поверхні цезію (W) дорівнює 1,97 еВ.

Підставляючи ці значення в формулу для максимальної кінетичної енергії, отримаємо:

\(E = (\text{постійна Планка} \times \text{частота світла (ν)}) - \text{робота виходу (W)}\)

\(E = (6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \times \text{частота світла (ν)}) - 1.97 \, \text{еВ}\)

Обчислення додаткових значень (крім роботи виходу) і підставлення їх у формулу допоможе визначити максимальну кінетичну енергію фотоелектронів.