Чи спостерігається фотоефект в цинку, коли його опромінюють випромінюванням довжиною хвилі 0,45 мкм? Дуже потрібна

Задача: Чи спостерігається фотоефект в цинку, коли його опромінюють випромінюванням довжиною хвилі 0,45 мкм?

Для вирішення цієї задачі, необхідно використати формулу для фотоефекту, яка виражає зв"язок між довжиною хвилі опромінювання і максимальною кінетичною енергією електронів, вибиваних з металу.

Формула для фотоефекту виглядає наступним чином:
\[E_{\text{кін}} = h \cdot f - \Phi\]

де \(E_{\text{кін}}\) - максимальна кінетична енергія електрона, \(h\) - постійна Планка (\(6,626 \times 10^{-34}\) Дж/с), \(f\) - частота опромінювання (виразжена через довжину хвилі: \(f = \frac{c}{\lambda}\), де \(c\) - швидкість світла в вакуумі (\(3,0 \times 10^8\) м/с)), та \(\Phi\) - робота виходу металу.

Робота виходу (\(\Phi\)) - це мінімальна енергія, яку необхідно передати електрону для того, щоб він вийшов з поверхні металу. Кожен метал має свою власну роботу виходу, яка залежить від його властивостей. Для цинку, робота виходу становить близько \(4,3 \times 10^{-19}\) Дж.

Тепер, знаючи ці значення, ми можемо вирішити задачу. Довжина хвилі опромінювання дорівнює 0,45 мкм, або \(0,45 \times 10^{-6}\) м.

Спочатку, використовуючи формулу \(f = \frac{c}{\lambda}\), можемо визначити частоту опромінювання:
\[f = \frac{3,0 \times 10^8 \, \text{м/с}}{0,45 \times 10^{-6} \, \text{м}}\]

Розраховуючи це вираз, ми отримуємо \(f \approx 6,67 \times 10^{14}\) Гц.

Тепер можемо обчислити максимальну кінетичну енергію електрона, використовуючи формулу фотоефекту:
\[E_{\text{кін}} = (6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с}) \cdot (6,67 \times 10^{14} \, \text{Гц}) - (4,3 \times 10^{-19} \, \text{Дж})\]

Розв"язуючи це вираз, отримуємо \(E_{\text{кін}} \approx 1,32 \times 10^{-19}\) Дж.

Тепер, щоб визначити, чи спостерігається фотоефект в цинку при такій довжині хвилі, ми повинні порівняти максимальну кінетичну енергію електрона з роботою виходу металу (\(\Phi\)).

У нашому випадку, \(E_{\text{кін}} \approx 1,32 \times 10^{-19}\) Дж і \(\Phi \approx 4,3 \times 10^{-19}\) Дж. Видно, що максимальна кінетична енергія електрона менше роботи виходу. Це означає, що електрони не матимуть достатньої енергії для виходу з поверхні цинку. Тому, в даному випадку, фотоефект у цинку не буде спостерігатися.

Сподіваюся, що цей відповідь був зрозумілий та достатньо обстежливий. Якщо у вас є ще які-небудь питання, будь ласка, не соромтеся запитати.