Если «красная граница» фотоэффекта в рубидии соответствует длине волны 0,7 мкм, то при освещении цезия светом с длиной волны 0,3 мкм, какова будет максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов (в джоулях)? (где h = 6,62⋅10−34 Дж⋅с, c = 3⋅108 м/с, e¯ = 1,6⋅10−19 Кл)
Сумасшедший_Рыцарь
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для рассчета максимальной кинетической энергии электронов при фотоэффекте:
\[E_{\text{кин}} = E_{\text{фот}} - E_{\text{пот}}\]
где \(E_{\text{кин}}\) - максимальная кинетическая энергия электрона, \(E_{\text{фот}}\) - энергия фотона, \(E_{\text{пот}}\) - потенциальная энергия фотоэффекта.
Для начала, нам необходимо найти энергию фотона, используя формулу связи энергии света и его длины волны:
\[E_{\text{фот}} = \frac{hc}{\lambda}\]
где \(h\) - постоянная Планка (\(6,62 \times 10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с), \(\lambda\) - длина волны света.
Подставим известные значения:
\[E_{\text{фот}} = \frac{(6,62 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \times (3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{0,3 \times 10^{-6} \, \text{м}}\]
Выполняя вычисления, получаем:
\[E_{\text{фот}} = 6,62 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]
Теперь, чтобы найти максимальную кинетическую энергию электронов, нам нужно вычесть потенциальную энергию фотоэффекта. Для этого мы воспользуемся формулой:
\[E_{\text{пот}} = h \times f\]
где \(f\) - рабочая частота, связанная с длиной волны света следующим образом: \(f = \frac{c}{\lambda}\).
Подставим значения и выполним вычисления:
\[E_{\text{пот}} = (6,62 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \times \left(\frac{(3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{0,7 \times 10^{-6} \, \text{м}}\right)\]
После вычислений, получим:
\[E_{\text{пот}} = 2,99 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]
Теперь мы можем вычислить максимальную кинетическую энергию вылетающих электронов:
\[E_{\text{кин}} = (6,62 \times 10^{-19} \, \text{Дж}) - (2,99 \times 10^{-19} \, \text{Дж})\]
Выполняя вычисления, получаем:
\[E_{\text{кин}} = 3,63 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]
Таким образом, максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов будет равна \(3,63 \times 10^{-19}\) Дж.
\[E_{\text{кин}} = E_{\text{фот}} - E_{\text{пот}}\]
где \(E_{\text{кин}}\) - максимальная кинетическая энергия электрона, \(E_{\text{фот}}\) - энергия фотона, \(E_{\text{пот}}\) - потенциальная энергия фотоэффекта.
Для начала, нам необходимо найти энергию фотона, используя формулу связи энергии света и его длины волны:
\[E_{\text{фот}} = \frac{hc}{\lambda}\]
где \(h\) - постоянная Планка (\(6,62 \times 10^{-34}\) Дж \(\cdot\) с), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с), \(\lambda\) - длина волны света.
Подставим известные значения:
\[E_{\text{фот}} = \frac{(6,62 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \times (3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{0,3 \times 10^{-6} \, \text{м}}\]
Выполняя вычисления, получаем:
\[E_{\text{фот}} = 6,62 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]
Теперь, чтобы найти максимальную кинетическую энергию электронов, нам нужно вычесть потенциальную энергию фотоэффекта. Для этого мы воспользуемся формулой:
\[E_{\text{пот}} = h \times f\]
где \(f\) - рабочая частота, связанная с длиной волны света следующим образом: \(f = \frac{c}{\lambda}\).
Подставим значения и выполним вычисления:
\[E_{\text{пот}} = (6,62 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \times \left(\frac{(3 \times 10^8 \, \text{м/с})}{0,7 \times 10^{-6} \, \text{м}}\right)\]
После вычислений, получим:
\[E_{\text{пот}} = 2,99 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]
Теперь мы можем вычислить максимальную кинетическую энергию вылетающих электронов:
\[E_{\text{кин}} = (6,62 \times 10^{-19} \, \text{Дж}) - (2,99 \times 10^{-19} \, \text{Дж})\]
Выполняя вычисления, получаем:
\[E_{\text{кин}} = 3,63 \times 10^{-19} \, \text{Дж}\]
Таким образом, максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов будет равна \(3,63 \times 10^{-19}\) Дж.
Знаешь ответ?