Какова скорость фотоэлектрона в алмазе, когда на его поверхность падает свет с частотой 50·1014 Гц, а красная граница

Какова скорость фотоэлектрона в алмазе, когда на его поверхность падает свет с частотой 50·1014 Гц, а красная граница фотоэффекта имеет длину волны 500 нм? Известно, что масса электрона mе=9,1·10-31 кг, постоянная Планка h=6,63·10-34 Дж·с, скорость света с=3·108 м/с.
Solnechnyy_Podryvnik

Solnechnyy_Podryvnik

Для решения данной задачи будем использовать формулу для энергии фотона:

E=hf,

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота света.

Сначала найдем энергию фотона, используя данную частоту света:

E=6,631034Джс501014Гц=3,321019Дж.

Далее, чтобы найти кинетическую энергию фотоэлектрона, необходимо вычесть работу выхода электрона из алмаза из его энергии:

K=EW,

где K - кинетическая энергия фотоэлектрона, W - работа выхода электрона.

Работа выхода электрона для алмаза составляет около 5 эВ, что можно перевести в джоули:

W=51,61019Дж=81019Дж.

Теперь рассчитаем кинетическую энергию фотоэлектрона:

K=3,321019Дж81019Дж=4,681019Дж.

Кинетическая энергия фотоэлектрона имеет отрицательное значение, так как на вылетающего из алмаза фотоэлектрона будет действовать притяжение к положительно заряженным ионам алмаза.

Теперь, используя формулу для кинетической энергии, можно найти скорость фотоэлектрона:

K=12mev2,

где me - масса электрона, v - скорость фотоэлектрона.

Выразим скорость фотоэлектрона:

v=2Kme=2(4,681019Дж)9,11031кг1,75106мс.

Скорость фотоэлектрона имеет отрицательное значение, так как фотоэлектрон движется в противоположном направлении к внешнему электрическому полю.

Таким образом, скорость фотоэлектрона в алмазе при данной частоте света и красной границе фотоэффекта составляет примерно -1,75 миллиона метров в секунду.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello