Какова энергия, необходимая для выхода электрона из алюминия? Нужно определить величину потенциального барьера

Solnyshko

20

Для определения энергии, необходимой для выхода электрона из алюминия, мы можем использовать формулу, которая связывает энергию с частотой света и постоянной Планка. Эта формула называется формулой Эйнштейна для фотоэффекта:

\[E = hf - \phi\]

где
\(E\) - энергия фотона,
\(h\) - постоянная Планка (значение равно \(6.62607015 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}\)),
\(f\) - частота света,
\(\phi\) - работа выхода, которая представляет собой энергию, необходимую для выхода электрона из алюминия.

Чтобы определить величину потенциального барьера и энергию, необходимую для выхода электрона из алюминия, мы должны знать значения \(f\) и \(\phi\).

Значение частоты света \(f\) зависит от источника света, используемого для фотоэффекта. В школьных условиях, если предположить использование видимого света, можно взять значение частоты света в пределах видимого спектра, например, \(f = 5 \times 10^{14} \, \text{Гц}\).

Значение работы выхода \(\phi\) для алюминия составляет примерно \(4.08 \, \text{эВ}\) или \(6.54 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\).

Подставим известные значения в формулу:

\[E = (6.62607015 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \cdot (5 \times 10^{14} \, \text{Гц}) - (6.54 \times 10^{-19} \, \text{Дж})\]

Вычислим:

\[E = (3.313035075 \times 10^{-19} \, \text{Дж}) - (6.54 \times 10^{-19} \, \text{Дж})\]

\[E = -3.227964925 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]

Таким образом, энергия, необходимая для выхода электрона из алюминия, составляет приблизительно \(3.23 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\) или \(-3.23 \, \text{эВ}\).

Важно заметить, что представленные значения являются примерными и могут варьироваться в зависимости от реальных условий эксперимента.