Какова может быть наибольшая скорость фотоэлектронов, когда металл освещается ультрафиолетовым излучением с работой

Morskoy_Shtorm

39

Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые концепции физики. Допустим, что у нас есть металл, и мы освещаем его ультрафиолетовым излучением. Когда свет попадает на металл, его энергия может передаться электронам внутри металла. Если энергия света достаточно велика, то электроны могут обрести достаточно энергии, чтобы покинуть поверхность металла. Этот процесс называется фотоэффектом.

Работа выхода - это минимальная энергия, необходимая электрону, чтобы покинуть поверхность металла. Она зависит от вещества, из которого сделан металл, и величины работы выхода обозначается символом \(W\). В данной задаче нам не дано значение работы выхода, поэтому предположим, что она равна \(W\) электрон-вольт (эВ).

Теперь рассмотрим, как определить максимальную скорость фотоэлектронов. Максимальная скорость электрона достигается в тот момент, когда вся энергия света, поглощенная электроном, полностью превращается в его кинетическую энергию (энергию движения). Выражение для кинетической энергии электрона можно записать следующим образом:

\[K = E - W\]

где \(K\) - кинетическая энергия электрона, \(E\) - энергия света или фотонов.

В данной задаче энергия света определяется ультрафиолетовым излучением. Энергия фотонов связана с их частотой (\(\nu\)) следующим соотношением:

\[E = h \nu\]

где \(h\) - постоянная Планка.

Теперь мы можем записать выражение для кинетической энергии электрона:

\[K = h \nu - W\]

В задаче о наибольшей скорости мы предполагаем, что работа выхода равна энергии фотонов, поглощенных электроном. Исходя из этого предположения, мы можем записать:

\[K = h \nu - h \nu = 0\]

Таким образом, наибольшая скорость фотоэлектронов будет равна нулю. При таком условии электроны могут только лишь покинуть поверхность металла без какой-либо кинетической энергии.