Чи буде спостерігатися фотоефект при опроміненні платини видимим світлом, якщо енергія необхідна для виходу електронів

Пламенный_Капитан

70

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо рассмотреть условия фотоеффекта и соответствие видимого света энергии, необходимой для выхода электронов из материала.

Фотоеффект - это явление, при котором фотоны света поглощаются атомами или молекулами и вызывают выбивание электронов из материала. Энергия этих фотонов должна быть достаточной для преодоления работы выхода, то есть минимальной энергии, необходимой для выхода электрона из материала.

В данной задаче говорится о платине, и нам дано значение энергии, необходимое для выхода электронов из нее, равное 5,29 электрон-вольт (эВ).

Теперь нам нужно узнать, какой энергий имеют фотоны видимого света. Видимый свет включает в себя различные цвета, и каждый цвет имеет свою длину волны и энергию фотона.

Согласно модели света, энергия фотона связана с его частотой \(f\) следующим образом: \[E = hf,\] где \(h\) - постоянная Планка, равная \(6.63 \times 10^{-34}\) Дж·с.

Формула, связывающая энергию фотона с его длиной волны \(λ\), выглядит следующим образом: \[E = \frac{{hc}}{{λ}},\] где \(c\) - скорость света, равная \(3 \times 10^8\) м/с.

Для определения энергии фотона с помощью длины волны необходимо знать, какой цвет света мы рассматриваем. Видимый свет имеет диапазон длин волн от приблизительно 400 нм (фиолетовый цвет) до 700 нм (красный цвет).

Нам дано, что энергия, необходимая для выхода электронов из платины, составляет 5,29 эВ. Для определения, будет ли спостерігатися фотоефект, мы должны сравнить эту энергию с энергией фотонов видимого света.

Вычислим энергию фотона с помощью формулы, где \(E\) будет равно 5,29 эВ:

\[\frac{{hc}}{{λ}} = 5,29 \, эВ.\]

Теперь рассмотрим различные цвета света, чтобы определить, есть ли у них достаточная энергия для вызова фотоеффекта. Для этого подставим значения длины волны в формулу и найдем соответствующую энергию фотона.

Например, для фиолетового света с длиной волны 400 нм, мы можем использовать формулу:

\[E = \frac{{hc}}{{λ}} = \frac{{6,63 \times 10^{-34} \, Дж \cdot с \cdot 3 \times 10^8 \, м/с}}{{400 \times 10^{-9} \, м}}.\]

Подставив значения, мы получим:

\[E \approx 4,96 \, эВ.\]

Обратите внимание, что энергия фотона для фиолетового света меньше, чем энергия, необходимая для выхода электронов из платины. То есть, фиолетовый свет не будет способствовать фотоэффекту в данном случае.

Аналогичным образом можно рассчитать энергии фотонов для других цветов видимого спектра, например, синего, зеленого, желтого и красного света, и сравнить полученные значения с энергией, необходимой для выхода электрона из платины.

Таким образом, если значения энергий фотонов для видимого света будут меньше, чем энергия, необходимая для выхода электронов из платины (5,29 эВ), то фотоеффект не будет наблюдаться при опроміненні видимим світлом платины.