Какова скорость фотоэлектрона и его кинетическая энергия, если его работа выхода из вольфрама составляет 7,2·10^-19

Ledyanaya_Magiya

39

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для энергии фотона:

\(E = h \cdot f\),

где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34}\) дж/с), \(f\) - частота фотона.

Мы можем выразить частоту фотона через длину волны с помощью формулы:

\(f = \frac{c}{\lambda}\),

где \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с), \(\lambda\) - длина волны.

Теперь мы можем подставить значения и найти энергию фотона:

\(E = h \cdot \frac{c}{\lambda}\),

\(E = (6.63 \times 10^{-34}\) дж/с) \(\cdot \frac{3 \times 10^8\) м/с}{250 \times 10^{-9}\) м},

\(E = 7.956 \times 10^{-19}\) Дж.

Теперь у нас есть энергия фотона, равная \(7.956 \times 10^{-19}\) Дж. Так как работа выхода фотоэлектрона равна 7.2 \times 10^{-19}\) Дж, мы можем найти кинетическую энергию фотоэлектрона, вычитая работу выхода из энергии фотона:

\(E_{\text{кин}} = E - \text{работа выхода}\),

\(E_{\text{кин}} = 7.956 \times 10^{-19} - 7.2 \times 10^{-19}\),

\(E_{\text{кин}} = 7.56 \times 10^{-20}\) Дж.

Теперь у нас есть кинетическая энергия фотоэлектрона, равная \(7.56 \times 10^{-20}\) Дж, и мы можем вычислить скорость фотоэлектрона с помощью формулы для кинетической энергии:

\(E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2\),

где \(m\) - масса фотоэлектрона (\(9.1 \times 10^{-31}\) кг), \(v\) - скорость фотоэлектрона.

Мы можем выразить скорость фотоэлектрона:

\(v = \sqrt{\frac{2 E_{\text{кин}}}{m}}\),

\(v = \sqrt{\frac{2 \times 7.56 \times 10^{-20}}{9.1 \times 10^{-31}}}\),

\(v \approx 3.31 \times 10^6\) м/с.

Таким образом, скорость фотоэлектрона составляет приблизительно \(3.31 \times 10^6\) м/с, а его кинетическая энергия равна \(7.56 \times 10^{-20}\) Дж.