Яка є робота виходу електронів з даного металу, якщо його поверхню порядково опромінюють світлом довжинами хвиль λ = 600 нм і λ = 900 нм, і в іншому випадку максимальна швидкість фотоелектронів є у 2,5 рази меншою, ніж у першому?
Chernaya_Magiya
Давайте решим эту задачу шаг за шагом.
Известно, что работа выхода электронов из данного металла является энергией, необходимой для выхода электронов с его поверхности. Пусть эта работа выхода обозначается как \( \phi \).
Также нам дано, что поверхность металла поражена светом с двумя разными длинами волн: \( \lambda = 600 \) нм и \( \lambda = 900 \) нм. Мы знаем, что энергия фотона связана с его длиной волны следующим образом:
\[ E = \frac{{hc}}{{\lambda}} \]
где \( h \) - постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34} \) Дж·с), а \( c \) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с).
Для первой длины волны \( \lambda = 600 \) нм, энергия фотона будет:
\[ E_1 = \frac{{hc}}{{\lambda_1}} = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}}{{600 \times 10^{-9}}} \]
Аналогично, для второй длины волны \( \lambda = 900 \) нм, энергия фотона будет:
\[ E_2 = \frac{{hc}}{{\lambda_2}} = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}}{{900 \times 10^{-9}}} \]
Мы знаем, что максимальная скорость фотоэлектронов обратно пропорциональна работе выхода:
\[ v_{max} \propto \frac{{1}}{{\sqrt{\phi}}} \]
Таким образом, если максимальная скорость фотоэлектронов во втором случае в \( 2.5 \) раза меньше, то:
\[ \frac{{v_{max2}}}{{v_{max1}}} = 2.5 \]
\[ \frac{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_2}}}}}{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_1}}}}} = 2.5 \]
Теперь давайте найдем отношение работ выхода \( \phi_2 \) и \( \phi_1 \) с использованием этого соотношения:
\[ \frac{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_2}}}}}{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_1}}}}} = 2.5 \]
преобразуем:
\[ \frac{{\sqrt{\phi_1}}}{{\sqrt{\phi_2}}} = 2.5 \]
Умножим обе части на \( \sqrt{\phi_2} \):
\[ \sqrt{\phi_1} = 2.5 \cdot \sqrt{\phi_2} \]
Теперь возводим обе части в квадрат:
\[ \phi_1 = (2.5 \cdot \sqrt{\phi_2})^2 \]
Раскрываем скобки:
\[ \phi_1 = 2.5^2 \cdot \phi_2 \]
Вычисляем:
\[ \phi_1 = 6.25 \cdot \phi_2 \]
Таким образом, работа выхода во втором случае (\( \phi_2 \)) равна \( \frac{{\phi_1}}{{6.25}} \).
Оставим в этой форме, так как нам не дана конкретная величина работы выхода.
Вот решение задачи с объяснением и пошаговым решением. Если у вас возникли еще вопросы или если нужно что-то еще объяснить, пожалуйста, дайте знать!
Известно, что работа выхода электронов из данного металла является энергией, необходимой для выхода электронов с его поверхности. Пусть эта работа выхода обозначается как \( \phi \).
Также нам дано, что поверхность металла поражена светом с двумя разными длинами волн: \( \lambda = 600 \) нм и \( \lambda = 900 \) нм. Мы знаем, что энергия фотона связана с его длиной волны следующим образом:
\[ E = \frac{{hc}}{{\lambda}} \]
где \( h \) - постоянная Планка (\(6.63 \times 10^{-34} \) Дж·с), а \( c \) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с).
Для первой длины волны \( \lambda = 600 \) нм, энергия фотона будет:
\[ E_1 = \frac{{hc}}{{\lambda_1}} = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}}{{600 \times 10^{-9}}} \]
Аналогично, для второй длины волны \( \lambda = 900 \) нм, энергия фотона будет:
\[ E_2 = \frac{{hc}}{{\lambda_2}} = \frac{{6.63 \times 10^{-34} \cdot 3 \times 10^8}}{{900 \times 10^{-9}}} \]
Мы знаем, что максимальная скорость фотоэлектронов обратно пропорциональна работе выхода:
\[ v_{max} \propto \frac{{1}}{{\sqrt{\phi}}} \]
Таким образом, если максимальная скорость фотоэлектронов во втором случае в \( 2.5 \) раза меньше, то:
\[ \frac{{v_{max2}}}{{v_{max1}}} = 2.5 \]
\[ \frac{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_2}}}}}{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_1}}}}} = 2.5 \]
Теперь давайте найдем отношение работ выхода \( \phi_2 \) и \( \phi_1 \) с использованием этого соотношения:
\[ \frac{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_2}}}}}{{\frac{{1}}{{\sqrt{\phi_1}}}}} = 2.5 \]
преобразуем:
\[ \frac{{\sqrt{\phi_1}}}{{\sqrt{\phi_2}}} = 2.5 \]
Умножим обе части на \( \sqrt{\phi_2} \):
\[ \sqrt{\phi_1} = 2.5 \cdot \sqrt{\phi_2} \]
Теперь возводим обе части в квадрат:
\[ \phi_1 = (2.5 \cdot \sqrt{\phi_2})^2 \]
Раскрываем скобки:
\[ \phi_1 = 2.5^2 \cdot \phi_2 \]
Вычисляем:
\[ \phi_1 = 6.25 \cdot \phi_2 \]
Таким образом, работа выхода во втором случае (\( \phi_2 \)) равна \( \frac{{\phi_1}}{{6.25}} \).
Оставим в этой форме, так как нам не дана конкретная величина работы выхода.
Вот решение задачи с объяснением и пошаговым решением. Если у вас возникли еще вопросы или если нужно что-то еще объяснить, пожалуйста, дайте знать!
Знаешь ответ?