Какова скорость движения фотоэлектрона в алмазе, если свет с частотой 50·1014 Гц падает на его поверхность, а красная

Мистер_5631

39

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для фотоэффекта:

\(E = h \cdot f\),

где:
\(E\) - энергия фотона,
\(h\) - постоянная Планка,
\(f\) - частота света.

Также, нам понадобится формула для кинетической энергии электронов:

\(K = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\),

где:
\(K\) - кинетическая энергия,
\(m\) - масса электрона,
\(v\) - скорость электрона.

Мы знаем, что энергия фотона равна кинетической энергии электрона, так как при фотоэффекте энергия фотона передаётся электрону:

\(E = K\).

Давайте найдем энергию фотона. Мы знаем, что связь между энергией фотона и его частотой описывается уравнением Планка-Эйнштейна:

\(E = h \cdot f\).

Подставим известные значения:

\(E = (6,63 \cdot 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \cdot (50 \cdot 10^{14} \, \text{Гц})\).

Рассчитаем это выражение:

\(E = 3,315 \cdot 10^{-18} \, \text{Дж}\).

Теперь у нас есть энергия фотона. Найдем кинетическую энергию электрона, для этого приравняем ее к энергии фотона:

\(K = 3,315 \cdot 10^{-18} \, \text{Дж}\).

Используя формулу для кинетической энергии, выразим скорость электрона:

\(v = \sqrt{\frac{2K}{m}}\).

Вставим известные значения:

\(v = \sqrt{\frac{2 \cdot 3,315 \cdot 10^{-18} \, \text{Дж}}{9,1 \cdot 10^{-31} \, \text{кг}}}\).

Выполним вычисления:

\(v \approx 6,772 \cdot 10^5 \, \text{м/с}\).

Таким образом, скорость движения фотоэлектрона в алмазе, когда свет с частотой \(50 \cdot 10^{14} \, \text{Гц}\) падает на его поверхность, составляет около \(6,772 \cdot 10^5 \, \text{м/с}\).