Какова примерная величина работы, требуемой для выпуска электрона из лития, при использовании световой волны

Чтобы рассчитать примерную величину работы, требуемой для выпуска электрона из лития при использовании световой волны с максимальной длиной 5,2·10^(-7) метров, нам понадобится учесть эффект фотоэффекта.

Фотоэффект - это явление, при котором свет может вызывать выбивание электронов из вещества. Энергию самого электрона можно определить с помощью формулы:

\(E = hf\)

где E - энергия электрона, h - постоянная Планка (h ≈ 6.626 × 10^(-34) Дж∙с), f - частота световой волны.

Мы можем использовать знание, что скорость света равна:

\(c = λf\)

где c - скорость света (c ≈ 3 × 10^8 м/с), λ - длина световой волны.

Также, энергия фотона связана со световой волной следующим образом:

\(E = hf = \frac{hc}{λ}\)

Теперь, чтобы найти работу, требуемую для выпуска электрона из лития, нам нужно вычесть из энергии фотона работу выхода электрона из материала. Работа выхода, или функция работы \(W\) - это минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из поверхности материала. Для лития \(W \approx 2.2\) электрон-вольта (эВ).

Таким образом, величина работы, требуемой для выпуска электрона из лития, будет:

\(W_{\text{общая}} = E - W \approx \frac{hc}{λ} - 2.2 \, \text{эВ}\)

Теперь можно приступить к вычислениям. Подставим известные значения в формулу:

\(W_{\text{общая}} = \frac{(6.626 × 10^{-34} \, \text{Дж∙с}) \times (3 × 10^8 \, \text{м/c})}{5.2 × 10^{-7} \, \text{м}} - 2.2 \, \text{эВ}\)

Теперь проведём вычисления:

\(W_{\text{общая}} \approx 1.205 × 10^{-19} \, \text{Дж} - 2.2 \, \text{эВ}\)

Чтобы привести значение к одной единице измерения, воспользуемся преобразованием \(1 \, \text{эВ} \approx 1.6 × 10^{-19} \, \text{Дж}\):

\(W_{\text{общая}} \approx (1.205 × 10^{-19} \, \text{Дж} - (2.2 \times 1.6 × 10^{-19} \, \text{Дж}))\)

Теперь вычислим эту разность:

\(W_{\text{общая}} \approx 1.205 × 10^{-19} \, \text{Дж} - 3.52 × 10^{-19} \, \text{Дж}\)

\(W_{\text{общая}} \approx -2.315 × 10^{-19} \, \text{Дж}\)

Таким образом, примерная величина работы, требуемой для выпуска электрона из лития при использовании световой волны с максимальной длиной 5,2·10^(-7) м, составляет -2.315 × 10^(-19) Дж. Обратите внимание, что полученное значение отрицательно, что означает, что световая волна имеет недостаточную энергию для выхода электрона из лития без внешнего воздействия.