Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при удвоении интенсивности света?

Для полного понимания вопроса, давайте разберемся, что такое фотоэффект и как связана максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов с интенсивностью света.

Фотоэффект - это эффект, когда фотоны света, попадая на поверхность вещества, выбивают электроны из атомов или молекул данного вещества. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от частоты света или, что является эквивалентным, от энергии фотонов, а также от работы выхода данного вещества.

Теперь к нашей задаче. У нас есть величина интенсивности света, которая описывает количество энергии, переносимой светом в единицу времени через единичную площадку. Если удвоить интенсивность света, то количество энергии, переносимой светом, увеличится.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов определяется формулой:

\[E_{\text{к}} = h\nu - W\]

где \(h\) - постоянная Планка, \(\nu\) - частота света, \(W\) - работа выхода.

Из данной формулы видно, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона зависит от разности между энергией фотона и работой выхода. При удвоении интенсивности света, энергия фотонов, а следовательно и разность \(h\nu\), останется неизменной. Таким образом, максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов также останется неизменной.

Для закрепления понимания, предлагаю рассмотреть пример:

Представим, что работа выхода материала равна 2 эВ, а частота света равна \(5 \cdot 10^{14}\) Гц. Тогда максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов будет равна:

\[E_{\text{к}} = (6.63 \cdot 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \cdot (5 \cdot 10^{14} \, \text{Гц}) - (2 \, \text{эВ})\]

\[E_{\text{к}} \approx 3.315 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж} - 3.2 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж} \approx 1.15 \cdot 10^{-21} \, \text{Дж}\]

Как видно из примера, максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона осталась неизменной, несмотря на удвоение интенсивности света.

Надеюсь, что данное объяснение помогло вам понять, как изменяется максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при удвоении интенсивности света.