Какую наименьшую скорость теплового движения должны обладать электроны, чтобы выходить из катода из платины?

Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте рассмотрим некоторые основные понятия.

Одной из основных концепций в физике является концепция энергии. Кинетическая энергия - это форма энергии, связанная с движением тела. Электроны, находящиеся в катоде платины, обладают кинетической энергией, которая позволяет им преодолеть работу выхода и покинуть поверхность катода.

Работа выхода - это минимальная энергия, которую электрон должен иметь, чтобы покинуть поверхность материала. В нашем случае, катод из платины, работа выхода равна 5.65 электрон-вольт (eV), так как это значение для платины.

Теперь, чтобы узнать наименьшую скорость теплового движения электрона, мы можем использовать формулу для кинетической энергии:

\[Кинетическая\;энергия = \frac{1}{2}mV^2\]

Где \(m\) - масса электрона, \(V\) - скорость электрона.

Чтобы электрон покинул катод, его кинетическая энергия должна быть не менее работы выхода. Поэтому мы можем записать это условие следующим образом:

\[\frac{1}{2}mV^2 \geq 5.65\;eV\]

Переведем единицы измерения. 1 электрон-вольт (eV) равен \(1.6 \times 10^{-19}\) Дж. Подставим это значение в формулу:

\[\frac{1}{2}mV^2 \geq (5.65)(1.6 \times 10^{-19}) \;Дж\]

Теперь нам нужно найти массу электрона (\(m\)). Масса электрона равна \(9.1 \times 10^{-31}\) кг.

Используя эти значения, мы можем решить неравенство относительно скорости (\(V\)). Сначала, умножим обе стороны неравенства на 2:

\[mV^2 \geq 2 \times (5.65)(1.6 \times 10^{-19}) \;Дж\]

Теперь разделим обе стороны неравенства на \(m\):

\[V^2 \geq \frac{{2 \times (5.65)(1.6 \times 10^{-19})}}{{9.1 \times 10^{-31}}}\; \frac{Дж}{{кг}}\]

Вычислим это значение:

\[V^2 \geq 3.65 \times 10^5 \; \frac{м^2}{{с^2}}\]

Наконец, извлечем квадратный корень из обеих сторон уравнения:

\[V \geq \sqrt{3.65 \times 10^5} \; \frac{м}{{с}}\]

После выполнения всех вычислений, мы получаем, что наименьшая скорость теплового движения электронов должна быть не менее \(V \geq 6.04 \times 10^2 \; \frac{м}{{с}}\) (округляя до сотых). То есть, чтобы выйти из катода из платины, электрону необходимо иметь скорость не менее \(6.04 \times 10^2 \; \frac{м}{{с}}\).