Яким буде кут заломлення, якщо змінити кут між падаючим променем і поверхнею рідини на 60°? Як змінилася максимальна

Вечный_Герой

53

Давайте начнем с первого вопроса о законе преломления света. Когда свет переходит из одной среды в другую, он изменяет свое направление движения и скорость. Это явление называется преломлением света. Закон преломления, также известный как закон Снеллиуса, описывает связь между углом падения луча и углом преломления в среде.

Закон преломления формулируется следующим образом: \(\frac{{\sin\Theta_1}}{{\sin\Theta_2}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}\), где \(\Theta_1\) - угол падения, \(\Theta_2\) - угол преломления, \(n_1\) - показатель преломления первой среды (воздуха, обычно равен приблизительно 1), \(n_2\) - показатель преломления второй среды (например, вода или стекло).

В данной задаче у нас есть исходный угол падения \(\Theta_1\), равный 60°. Поскольку не указаны конкретные среды, предположим, что вторая среда также является воздухом с показателем преломления \(n_2 \approx 1\).

Мы можем использовать закон преломления, чтобы найти угол преломления \(\Theta_2\). Подставляя известные значения в формулу, получаем: \(\frac{{\sin 60°}}{{\sin \Theta_2}} = \frac{{1}}{{1}}\).

Решая эту пропорцию, получаем \(\sin \Theta_2 = \sin 60° = \frac{{\sqrt{3}}}{{2}}\). Найдем \(\Theta_2\) с помощью обратной функции синуса: \(\Theta_2 = \arcsin\left(\frac{{\sqrt{3}}}{{2}}\right) \approx 60.57°\).

Таким образом, угол преломления будет около 60.57°.

Теперь перейдем ко второму вопросу о влиянии длины волны на максимальную скорость фотоэлектронов. Фотоэффект связан с освобождением электронов под воздействием света. Интенсивность света и его длина волны могут влиять на скорость этих электронов.

В фотоэффекте энергия фотона света должна превышать энергию выхода электрона из материала, чтобы он мог выйти. Максимальная кинетическая энергия \(К_{max}\) фотоэлектрона может быть выражена через падающую энергию светового кванта \(E\), как \(К_{max} = E - W\), где \(W\) - работа выхода электрона из материала.

Связь между длиной волны света и его энергией задается соотношением Планка-Эйнштейна \(E = \frac{{hc}}{{\lambda}}\), где \(h\) - постоянная Планка, \(c\) - скорость света, а \(\lambda\) - длина волны света.

В данной задаче у нас есть начальная длина волны света \(\lambda_1 = 200\) нм и конечная длина волны \(\lambda_2 = 300\) нм. Мы хотим узнать, как изменится максимальная скорость фотоэлектронов при изменении длины волны света.

Подставим начальную длину волны в соотношение Планка-Эйнштейна и найдем начальную энергию фотона \(E_1\): \(E_1 = \frac{{hc}}{{\lambda_1}}\).

Аналогично, для конечной длины волны найдем конечную энергию фотона \(E_2\): \(E_2 = \frac{{hc}}{{\lambda_2}}\).

Для нас интересен только разница между максимальными энергиями фотоэлектронов при разных длинах волн, так как это отражает изменение максимальной скорости фотоэлектронов.

Выразим разницу в энергиях как \(\Delta E = E_2 - E_1\), и получим \(\Delta E = \frac{{hc}}{{\lambda_2}} - \frac{{hc}}{{\lambda_1}}\).

Теперь мы можем использовать полученную разницу в энергиях, чтобы рассчитать изменение максимальной скорости фотоэлектронов. Поскольку максимальная кинетическая энергия связана с энергией фотона, мы можем написать \(\Delta K_{max} = \Delta E\).

Таким образом, мы получаем \(\Delta K_{max} = \frac{{hc}}{{\lambda_2}} - \frac{{hc}}{{\lambda_1}}\).

Теперь, если вы хотите узнать точное значение \(\Delta K_{max}\), пожалуйста, укажите значения постоянных \(h\) и \(c\) в нужных единицах. Для окончательного ответа о работе выхода электронов для данного материала также укажите соответствующую информацию о конкретном материале