Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов в фотоэффекте при уменьшении частоты облучающего света

Ilya

20

В данной задаче нам предлагается рассмотреть изменение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов в фотоэффекте при уменьшении частоты облучающего света в 4 раза без изменения интенсивности света.

Для начала, давайте вспомним основные понятия, связанные с фотоэффектом. Фотоэффект — это явление выхода электронов из металла при облучении его светом. Оно объясняется квантовой природой света.

Согласно закону сохранения энергии, энергия фотона света должна быть достаточной, чтобы преодолеть работу выхода электрона из металла и придать ему дополнительную кинетическую энергию.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется разностью между энергией падающего фотона и работой выхода электронов.

Теперь обратимся к самой задаче. Нам дано, что частота облучающего света уменьшилась в 4 раза, но интенсивность света не изменилась. Как это может повлиять на максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов?

Мы знаем, что энергия кванта света пропорциональна его частоте. То есть, с уменьшением частоты света, энергия фотона также уменьшается. Поскольку исходная частота света была уменьшена в 4 раза, энергия падающих фотонов уменьшится в 4 раза.

Однако, важно отметить, что работа выхода электронов из металла не изменяется в данной задаче.

Исходя из определения максимальной кинетической энергии фотоэлектронов, мы можем сделать вывод, что она будет пропорциональна изменению энергии фотонов:

\[
E_{\text{кин}} \propto \Delta E_{\text{фотон}}
\]

Следовательно, при уменьшении энергии падающих фотонов в 4 раза, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов также уменьшится в 4 раза.

Таким образом, ответ на задачу заключается в том, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов в фотоэффекте уменьшится в 4 раза при уменьшении частоты облучающего света в 4 раза без изменения его интенсивности. Это происходит из-за пропорциональной зависимости между энергией фотона и кинетической энергией фотоэлектрона.