Какое отношение существует между энергией падающего фотона и максимальной кинетической энергией выбитого фотоэлектрона

Звездопад_На_Горизонте

30

Для понимания отношения между энергией падающего фотона и максимальной кинетической энергией выбитого фотоэлектрона в случае фотоэффекта, мы можем использовать формулу для энергии фотона:

\[E = hf\]

где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6.62607015 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\)), \(f\) - частота фотона.

Также, для фотоэффекта, связанного с выбиванием фотоэлектрона из поверхности материала, нужно учесть работу выхода \(W\) материала, которую фотон должен преодолеть, чтобы выбить электрон.

Кинетическая энергия фотоэлектрона представляет собой разницу между энергией фотона \(E\) и работой выхода \(W\):

\[K.E. = E - W\]

Теперь, чтобы найти отношение между энергией падающего фотона и максимальной кинетической энергией выбитого фотоэлектрона, нам нужно знать работу выхода материала и энергию фотона.

По условию задачи, энергия фотона составляет \(10^{-18} \, \text{Дж}\), а энергия фотона соответствующая красной границе фотоэффекта для алюминия составляет \(7.5 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\).

Давайте найдем отношение между энергией фотона и максимальной кинетической энергией выбитого фотоэлектрона в каждом из этих случаев.

Для первого случая, где энергия фотона \(E = 10^{-18} \, \text{Дж}\):

Перед тем, как продолжить, нам нужно знать работу выхода материала. Пусть работа выхода алюминия составляет \(W_1\). Тогда, максимальная кинетическая энергия выбитого фотоэлектрона будет:

\[K.E. = E - W_1\]

Для второго случая, где энергия фотона \(E = 7.5 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\):

Аналогично, пусть работа выхода для алюминия составляет \(W_2\). Тогда, максимальная кинетическая энергия выбитого фотоэлектрона будет:

\[K.E. = E - W_2\]

Таким образом, отношение между энергией падающего фотона и максимальной кинетической энергией выбитого фотоэлектрона для двух случаев будет:

\[\frac{{K.E._1}}{{E_1}} = \frac{{E_1 - W_1}}{{E_1}}\]

\[\frac{{K.E._2}}{{E_2}} = \frac{{E_2 - W_2}}{{E_2}}\]

Здесь \(K.E._1\) и \(K.E._2\) - максимальные кинетические энергии выбитого фотоэлектрона, \(E_1\) и \(E_2\) - энергии фотонов, \(W_1\) и \(W_2\) - работы выхода для алюминия в каждом случае.

Надеюсь, это поможет вам понять отношение между энергией падающего фотона и максимальной кинетической энергией выбитого фотоэлектрона. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!