Яку довжину хвилі повинна мати світівна променя, щоб спричинити фотоефект у цього матеріалу? Знайдіть значення роботи

Stanislav

53

Щоб зрозуміти яку довжину хвилі повинна мати світівна променя, щоб спричинити фотоефект у даного матеріалу, спочатку ми розглянемо взаємозв"язок між роботою виходу електронів із матеріалу та довжиною хвилі світла.

Фотоефект - це явище, коли електрони виходять з матеріалу під впливом світівної промені, якщо їхня енергія перевищує роботу виходу матеріалу. Робота виходу - це мінімальна енергія, необхідна для виходу електронів з поверхні матеріалу.

У формулі фотоефекту, розробленій Альбертом Ейнштейном, ми можемо записати:

$$E=h\cdot f-\mathrm{\Phi }$$

де E - кінетична енергія електрону, h - постійна Планка ($6.62607015\cdot {10}^{-34}$ Дж · с), f - частота світла, а $\mathrm{\Phi }$ - робота виходу матеріалу.

Ця формула показує, що кінетична енергія електрону залежить від енергії світла і роботи виходу матеріалу. Щоб електрони могли вийти з матеріалу, енергія світла повинна бути більша, ніж робота виходу. Максимальну кінетичну енергію електронів можна досягнути, якщо частота світла максимальна.

Але ми шукаємо довжину хвилі, а не частоту. Щоб перетворити цю формулу з частоти на довжину хвилі, ми використовуємо співвідношення між частотою і довжиною хвилі:

$$f=\frac{c}{\lambda }$$

де c - швидкість світла ($3.00\cdot {10}^8$ м/с), а $\lambda$ - довжина хвилі.

Підставляючи це в формулу фотоефекту, ми отримуємо:

$$E=\frac{h\cdot c}{\lambda }-\mathrm{\Phi }$$

Тепер ми можемо використати цю формулу, щоб знайти значення роботи виходу і довжину хвилі, яка потрібна для спричинення фотоефекту.

Якщо вам відома робота виходу матеріалу, ви можете підставити її значення в цю формулу, а потім розв"язати її відносно довжини хвилі:

$$\lambda =\frac{h\cdot c}{E+\mathrm{\Phi }}$$

Це дасть вам значення довжини хвилі, яку має мати світівна променя для спричинення фотоефекту у даному матеріалу. Зауважте, що для повного розрахунку необхідно знати значення роботи виходу і кінетичної енергії електронів. Вам необхідно надати ці значення для подальшого обчислення.

Якщо у вас є конкретні значення роботи виходу і кінетичної енергії, я можу провести додаткові розрахунки, використовуючи цю формулу.