Какова энергия, необходимая для выхода электрона из металла, если длина волны красной границы фотоэффекта составляет

Валера

42

Фотоэффект - это явление, при котором электроны могут быть выброшены из поверхности металла под действием света определенной длины волны. Энергия, необходимая для выхода электрона из металла, называется работой выхода \(W\).

Для вычисления работы выхода \(W\) мы можем воспользоваться формулой:

\[W = E_{\text{фотон}} - E_{\text{кин}},\]

где \(E_{\text{фотон}}\) - энергия фотона света, а \(E_{\text{кин}}\) - кинетическая энергия выброшенного электрона.

Энергия фотона света может быть выражена через длину волны фотоэффекта следующей формулой:

\[E_{\text{фотон}} = \frac{{hc}}{{\lambda}},\]

где \(h\) - постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с), \(c\) - скорость света в вакууме (\(3.00 \times 10^8\) м/с), а \(\lambda\) - длина волны света.

Теперь давайте вычислим энергию фотона:

\[E_{\text{фотон}} = \frac{{(6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с})(3.00 \times 10^8 \, \text{м/с})}}{{0.255 \times 10^{-6} \, \text{м}}} \approx 2.45 \times 10^{-19} \, \text{Дж}.\]

Теперь мы можем вычислить работу выхода, используя значение энергии фотона и кинетическую энергию, равную нулю (так как электрон выбрасывается с поверхности металла без начальной скорости):

\[W = 2.45 \times 10^{-19} \, \text{Дж} - 0 \, \text{Дж} = 2.45 \times 10^{-19} \, \text{Дж}.\]

Таким образом, энергия, необходимая для выхода электрона из металла в данном случае, составляет \(2.45 \times 10^{-19}\) Дж.