Какова максимальная скорость электронов, которые высвобождаются при фотоэффекте светом с длиной волны 4,10^7

  • 16
Какова максимальная скорость электронов, которые высвобождаются при фотоэффекте светом с длиной волны 4,10^7 м, с поверхности материала с рабочим выходом 1,9 эВ (где h = 6,62 * 10^-34)?
Skvoz_Vremya_I_Prostranstvo
3
Решение:

Максимальная скорость высвобождаемых электронов при фотоэффекте связана с энергией фотона света, его длиной волны и рабочим выходом материала следующим образом:

Eк=EфW

где Eк - кинетическая энергия электрона, Eф - энергия фотона, а W - рабочий выход (работа выхода электрона).

В данной задаче, нам дана длина волны света λ=4.107 м и рабочий выход материала W=1.9 эВ. Величину W необходимо перевести в джоули, так как величина рабочего выхода дана в электрон-вольтах (эВ).

Для перевода энергии из электрон-вольтов в джоули, воспользуемся соотношением:

1эВ=1.6×1019Дж

Подставим значения в формулу:

Eк=hcλW

где h=6.62×1034Джс - постоянная Планка, c=3×108м/c - скорость света.

Переведём рабочий выход W в джоули:

W=1.9эВ×1.6×1019Дж/эВ

W=3.04×1019Дж

Теперь вычислим Eк:

Eк=6.62×1034Джс×3×108м/c4.107м3.04×1019Дж

Eк=9.15×1025Дж3.04×1019Дж

Eк=2.98×1019Дж

Заметим, что получили отрицательное значение Eк. В фотоэффекте, если энергия фотона недостаточна для высвобождения электрона из материала, то кинетическая энергия будет отрицательной, что означает, что электроны не высвободятся и фотоэффект не произойдет.

Таким образом, в данной задаче максимальная скорость электронов, которые высвобождаются при фотоэффекте светом с длиной волны λ=4.107 м, с рабочим выходом W=1.9 эВ, равна 0 м/с, так как фотоэффект не происходит при данной энергии фотона.