На якій поверхні падає світло з частотою 3х10^15 гц? Яка робота, необхідна для виривання електронів з цієї поверхні

Pechka

32

Для того чтобы ответить на эти вопросы, нам понадобятся некоторые физические формулы и константы. Позвольте мне привести их здесь:

Частота света:
\[ f = 3 \times 10^{15} \, \text{Гц} \]

Постоянная Планка:
\[ h = 6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \]

Елементарный заряд:
\[ e = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \]

Скорость света в вакууме:
\[ c = 3.0 \times 10^8 \, \text{м/с} \]

Теперь рассмотрим первый вопрос: на какой поверхности падает свет с частотой 3 х 10^15 Гц?
Для этого нам нужно использовать формулу связи между энергией фотона света и его частотой:

\[ E = hf \]

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

Для нахождения энергии фотона мы должны умножить частоту на постоянную Планка:

\[ E = 6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^{15} = 1.989 \times 10^{-18} \, \text{Дж} \]

Таким образом, свет с частотой 3 х 10^15 Гц имеет энергию в 1.989 х 10^-18 Дж.

Далее, перейдем ко второму вопросу: какая работа необходима для вырывания электронов с данной поверхности, если она составляет 9.9 х 10^-19 Дж?
Для вырывания электронов с поверхности материала необходимо превысить работу выхода \( W \), которая является энергией, необходимой для отрыва электрона от поверхности.

Соответственно, работа выхода \( W \) равна 9.9 х 10^-19 Дж.

Наконец, перейдем к третьему вопросу: какая кинетическая энергия у вырвавшихся электронов?
Кинетическая энергия связана с работой выхода следующим образом:

\[ E_k = E - W \]

где \( E_k \) - кинетическая энергия электрона, \( E \) - энергия фотона, \( W \) - работа выхода.

Подставим значения:

\[ E_k = 1.989 \times 10^{-18} - 9.9 \times 10^{-19} = 9.89 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]

Таким образом, у вырвавшихся электронов имеется кинетическая энергия в 9.89 х 10^-19 Дж.

Наконец, рассмотрим последний вопрос: каково красное граничное значение фотоэффекта для данного металла?
Чтобы определить граничную частоту или длину волн для фотоэффекта, мы должны использовать формулу Эйнштейна:

\[ hf = W \]

где \( f \) - частота света, \( h \) - постоянная Планка, \( W \) - работа выхода.

Используя данный факт, мы можем найти красное граничное значение для фотоэффекта, используя работу выхода, которую мы вычислили ранее:

\[ f = \frac{W}{h} = \frac{9.9 \times 10^{-19}}{6.63 \times 10^{-34}} ≈ 1.495 \times 10^{15} \, \text{Гц} \]

Чтобы перевести это значение в длину волны, мы можем использовать формулу:

\[ \lambda = \frac{c}{f} \]

где \( \lambda \) - длина волны света, \( c \) - скорость света в вакууме, \( f \) - частота света.

Подставим значение частоты:

\[ \lambda = \frac{3.0 \times 10^8}{1.495 \times 10^{15}} ≈ 2 \times 10^{-7} \, \text{м} \]

Таким образом, красная граница фотоэффекта для данного металла составляет примерно 2 х 10^-7 метров (или 200 нм).

Надеюсь, эти ответы помогли вам разобраться в поставленных вопросах.