Какое соотношение связывает частоту излучения v с частотой красной границы vкр при фотоэффекте?а.ν= 2 ν кр б. ν= 3

  • 60
Какое соотношение связывает частоту излучения v с частотой красной границы vкр при фотоэффекте?а.ν= 2 ν кр б. ν= 3 ν кр в. ν= 4 ν кр г. ν
Anton
5
При фотоэффекте, соотношение между частотой излучения \(v\) и частотой красной границы \(v_{\text{кр}}\) можно выразить следующим образом:

\[ v = 2 v_{\text{кр}} \]

Таким образом, вариант "а" - \( v = 2 v_{\text{кр}} \) - является правильным соотношением, связывающим частоту излучения с частотой красной границы при фотоэффекте.

Обоснование этого соотношения основывается на наблюдениях, сделанных при исследовании фотоэффекта. Экспериментально было установлено, что для выхода электрона из металла необходимо поглощение фотона с определенной минимальной энергией, связанной с его частотой. При этом, если входная частота излучения \(v\) ниже красной границы \(v_{\text{кр}}\), энергия фотона не будет достаточной для выхода электрона, и фотоэффект не произойдет.

Исходя из закона сохранения энергии, частота излучения \(v\) связана с энергией фотона \(E\) следующим образом:

\[ E = h \cdot v \]

где \( h \) - постоянная Планка.

Таким образом, фотоэффект будет происходить, если энергия фотона будет превышать работу выхода \( W \) материала:

\[ E \geq W \]

Из экспериментальных данных известно, что красная граница связана с работой выхода \( W \) следующим образом:

\[ W = h \cdot v_{\text{кр}} \]

Подставляя значение работы выхода в условие фотоэффекта, получаем:

\[ E \geq h \cdot v_{\text{кр}} \]

Так как энергия фотона равна \(h \cdot v\), получаем:

\[ h \cdot v \geq h \cdot v_{\text{кр}} \]

И после сокращения постоянной Планка \( h \) получаем:

\[ v \geq v_{\text{кр}} \]

Что говорит нам о том, что для возникновения фотоэффекта необходимо, чтобы частота излучения была больше красной границы.

Таким образом, правильное соотношение между частотой излучения и частотой красной границы при фотоэффекте - \( v = 2 v_{\text{кр}} \).