1) Будет ли возникать фотоэффект, если освещать металл светом, частота которого равна 3*10^15 Гц или 6*10^15

1) Будет ли возникать фотоэффект, если освещать металл светом, частота которого равна 3*10^15 Гц или 6*10^15 Гц? Объясните ваш ответ.

2) Найти значение работы выхода электронов в платине в электрон-вольтах.

3) Найти энергию, массу и импульс фотона с длиной волны 0,76 нм.
Yaksob

Yaksob

1) Фотоэффект - это явление, при котором свет вызывает выбивание электронов из вещества. Чтобы определить, будет ли возникать фотоэффект, необходимо сравнить энергию фотонов света с работой выхода электронов из материала.

Энергия фотона света связана с его частотой \( \nu \) и постоянной Планка \( h \) следующим образом: \( E = h\nu \), где \( E \) - энергия фотона, \( h \) - постоянная Планка (\( 6.626 \times 10^{-34} \) Дж·сек), а \( \nu \) - частота света.

Для определения возникновения фотоэффекта, необходимо сравнить энергию фотона с работой выхода электронов из материала. Работа выхода - это минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из поверхности вещества.

Для металла, фотоэффект будет возникать, если энергия фотона \(E\) превышает работу выхода \(W\). Это правило называется "правилом Эйнштейна для фотоэффекта".

Формула для работы выхода \(W\) выглядит так: \(W = h\nu_0\), где \( \nu_0 \) - пороговая частота, минимальная частота, при которой фотоэффект начинает происходить.

Теперь давайте посмотрим на задачу:
- Частота света равна \(3 \times 10^{15}\) Гц. Для определения возникновения фотоэффекта, сравним \(E\) с \(W\). Если \(E > W\), то фотоэффект возникнет. В этом случае, \(E = 6.626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{15} = 19.878 \times 10^{-19}\) Дж.

Теперь рассмотрим следующую частоту:
- Частота света равна \(6 \times 10^{15}\) Гц. Аналогично, сравним \(E\) с \(W\) для определения возникновения фотоэффекта. \(E = 6.626 \times 10^{-34} \times 6 \times 10^{15} = 39.756 \times 10^{-19}\) Дж.

Таким образом, на основании сравнения энергии фотонов света и работы выхода электронов, можно утверждать, что фотоэффект возникнет при обоих частотах света: \(3 \times 10^{15}\) Гц и \(6 \times 10^{15}\) Гц.

2) Для нахождения значения работы выхода электронов в платине в электрон-вольтах, используется формула:
\[ W = E/e \]
где \( E \) - работа выхода в джоулях, а \( e \) - заряд элементарного электрона, равный \( 1.6 \times 10^{-19} \) Кл.

Теперь, найденное значение из первой задачи представим в электрон-вольтах:
\[ W = \frac{19.878 \times 10^{-19}}{1.6 \times 10^{-19}} \]
\[ W \approx 12.42 \, \text{эВ} \]

Таким образом, значение работы выхода электронов в платине составляет около 12.42 электрон-вольт.

3) Чтобы найти энергию, массу и импульс фотона с длиной волны 0.76 электрон-вольт, воспользуемся следующими формулами:

- Связь энергии фотона с его длиной волны:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
где \( E \) - энергия фотона, \( h \) - постоянная Планка (\( 6.626 \times 10^{-34} \) Дж·сек), \( c \) - скорость света (\( 3.0 \times 10^8 \) м/с), \( \lambda \) - длина волны света.

- Связь энергии фотона с его массой:
\[ E = mc^2 \]
где \( E \) - энергия фотона, \( m \) - масса фотона.

- Связь энергии фотона с его импульсом:
\[ E = pc \]
где \( E \) - энергия фотона, \( p \) - импульс фотона.

Подставим конкретные значения в формулы:
- Энергия фотона:
\[ E = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж·с})(3.0 \times 10^8 \, \text{м/с})}{0.76 \, \text{эВ}} \]
\[ E \approx 2.612 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \]

- Масса фотона:
\[ E = mc^2 \]
\[ m = \frac{E}{c^2} \]
\[ m \approx \frac{2.612 \times 10^{-19} \, \text{Дж}}{(3.0 \times 10^8 \, \text{м/с})^2} \]
\[ m \approx 2.903 \times 10^{-36} \, \text{кг} \]

- Импульс фотона:
\[ E = pc \]
\[ p = \frac{E}{c} \]
\[ p \approx \frac{2.612 \times 10^{-19} \, \text{Дж}}{3.0 \times 10^8 \, \text{м/с}} \]
\[ p \approx 8.706 \times 10^{-12} \, \text{кг·м/с} \]

Таким образом, энергия фотона с длиной волны 0.76 электрон-вольт составляет примерно \( 2.612 \times 10^{-19} \) Дж, масса фотона составляет около \( 2.903 \times 10^{-36} \) кг, а импульс фотона равен примерно \( 8.706 \times 10^{-12} \) кг·м/с.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello