Какова минимальная энергия фотонов, при которых фотоэффект возможен для данного металла, если фотоны с энергией

Черешня

66

Фотоэффект происходит, когда фотоны, падая на поверхность металла, выбивают электроны из металла. Чтобы фотоэффект был возможен, энергия фотонов должна быть достаточной для преодоления энергетического барьера, известного как работа выхода.

Работа выхода обозначается буквой \(W\) и является энергией, необходимой для выведения электрона из металла. Кинетическая энергия \(E_k\) электрона после выбивания из металла связана с энергией фотона \(E_f\) следующим образом:

\[E_k = E_f - W\]

Задача состоит в том, чтобы определить минимальную энергию фотонов, при которых максимальная кинетическая энергия электронов будет равна нулю.

Из условия задачи известно, что фотоны с энергией 5 эВ выбивают электроны с максимальной кинетической энергией. Пусть это значение энергии фотона будет \(E_f = 5\) эВ.

Теперь определим значение работы выхода \(W\) для данного металла.

Так как максимальная кинетическая энергия электронов после выбивания равна нулю, значит:

\[E_k = E_f - W = 0\]

Отсюда получаем:

\[W = E_f\]

То есть, значение работы выхода равно значению энергии фотона.

Следовательно, чтобы фотоэффект был возможен для данного металла, минимальная энергия фотонов должна быть равна работе выхода \(W\) для этого металла.

Таким образом, минимальная энергия фотонов, при которых фотоэффект возможен, равна 5 эВ.