G4. Калийге 400 нм жарық түсірілген кезде, фотоэлектрондар ұшып шығу жылдамдығы қандай болады?

Жарықтың фото-эффекті мен фотоэлектрондарды ұшып шығару туралы айту үшін, біз ғибриллік энергияны, квант энергиясын, болдырмау қуатын және K електрондарының жиынтығын анықтау керек.

Фото-эффекті, міндетті энергияны ұялу процесін білдіреді. Қажет болатын энергия, мөр өлшемінде жаңа електронды қарамастан тоқтату үшін ұстап отыр.

Мысалды қараңыз, калийге 400 нм жарық түсірілген деп, біздің мақсатымыз фотоэлектрондарды ұшып шығару үшін қажетті энергияны тексеру. Фундаменталдық сипаттамаларға сәйкес, мына ламбда құрамды бір тараудың энергиясын табу үшін планктық болдырмау қуатын пайдаланамыз:

\[E = \frac{{hc}}{{\lambda}}\]

Менде салынады:

\(h\) - Планктық болдырмау қуаты, \(6.626 × 10^{-34}\) Жм\(^2\)с,
\(c\) - шамамен баяу жүргізілуде жататын илеспе колданның қатарның жүгіргенде байланысты болады, \(3 × 10^8\) м/с
\(\lambda\) - жарықтын толықтыруының ұзақтығы

Сол себептерді табу үшін, қалай салыстыру керек:

\[E = \frac{{(6.626 × 10^{-34}\, Жм^2/c)}}{{(400 × 10^{-9}\, м)}}\]

Осы есеп байнауынан, \(1.658 × 10^{-19}\) Ж энергия деп табадымыз. Бұл сан бізге ������ береді.

Фотоэлектрондардағы ұшып шығару жылдамдығы, электрондың энергиясının туралы біріктірілген кезде жататын присцилік қаруатына сәйкес анықталады. Кейбір энергиялы жарықтар тек фото-эффектін пайдалану кезінде фотоэлектрондардың ұшып шығуына себеп болады. Ал егер жарықтың энергиясы фото-эффектін пайдалану үшін өтпек пайдаланатын энергиядан жоғары болса, фотоэлектрондар ұшып шығарылмайды.

Көрсетілген примерде, калийге 400 нм жарықта электрондарды жинап алу іске асыра алады ма? Ал кейін айнан бұл энергиялы жарықты артықшылығымен жарықталу кезінде белгіленген энергиянөлшемін пайдаланайық:

Табыс есептеуді лайымыз:

\[K = E - W\]

Ұшып шығару үшін қолданылатын энергия \(E\), шыҗылдау энергиясы \(W\), және кинетикалық энергия \(K\).

Шығу үшін қажетті шығып кету энергиясын табу үшін, біз сөздяқта қольданамыз. Калийге өзгеріп түскен электрондық жабықталау энергиясы \(W = 2.3\, эВ\) болып табылады. (1 эВ = \(1.6 × 10^{-19}\) Ж)

Содан кейін, кинетикалық энергияны анықтау үшін формуланы саламыз:
\[K = E - W\]

Сонымен бірге біз \(K\) интенсивтігін табу үшін \(E\) значениясымен айырмашылап аламыз:
\[K = (1.658 × 10^{-19} Ж) - (2.3 эВ × 1.6 × 10^{-19} Ж/эВ)\]
\[K = 0.1452 эВ\]
\[K = 0.1452 × 1.6 × 10^{-19} Ж\]
\[K = 2.3232 × 10^{-20} Ж\]

Сонымен бірге, кинетикалық энергия \(2.3232 × 10^{-20}\) Ж болады. Бұл сан шығаруды жоқ ету бойынша шығару үшін көрсетілетін жанындағы энергияны ақтип аламыз. Қаншалықтықта, кинетикалық энергияның болжамы шығудың пайда әрекетін пайдалануға себеп болатын кезде шығу просьбасына жауап айтуға мүмкіндік береді болады.