Яку роботу виконує імпульс світла в результаті світлового опромінення металу з довжиною хвилі 400нм та 800нм, якщо другий випадок має максимальну швидкість фотоелектронів, яка на 1,5 рази менша, ніж у першому випадку?
Ариана
Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу для расчета энергии фотона света:
\[E = \frac{{hc}}{{\lambda}}\]
где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6,626 \times 10^{-34}\) Дж/с), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с), а \(\lambda\) - длина волны света в метрах.
Давайте вычислим энергию для каждого случая:
Для световой волны длиной 400 нм:
\[E_1 = \frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{400 \times 10^{-9} \, \text{м}}\]
Для световой волны длиной 800 нм:
\[E_2 = \frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{800 \times 10^{-9} \, \text{м}}\]
Затем, чтобы определить отношение энергий, мы делим \(E_2\) на \(E_1\):
\[отношение\_энергий = \frac{{E_2}}{{E_1}}\]
Теперь, по условию задачи, нам известно, что второй случай имеет максимальную скорость фотоэлектронов, которая на 1,5 раза меньше, чем в первом случае. Известно, что скорость фотоэлектронов пропорциональна энергии фотона:
\[\text{скорость фотоэлектронов} \propto \text{энергия фотона}\]
Следовательно, мы можем записать:
\[\frac{{\text{скорость фотоэлектронов во втором случае}}}{{\text{скорость фотоэлектронов в первом случае}}} = \frac{{E_2}}{{E_1}}\]
Теперь мы можем объединить выражения и решить уравнение относительно \(E_2\):
\[\frac{{E_2}}{{E_1}} = \frac{{1}}{{1,5}}\]
\[E_2 = \frac{{E_1}}{{1,5}}\]
Подставляя значения \(E_1\) и \(E_2\) из выражений выше, мы получим:
\[\frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{800 \times 10^{-9} \, \text{м}}} = \frac{{\frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{400 \times 10^{-9} \, \text{м}}}}{{1,5}}\]
Теперь мы можем рассчитать \(E_2\) и получить ответ на задачу.
\[E = \frac{{hc}}{{\lambda}}\]
где \(E\) - энергия фотона, \(h\) - постоянная Планка (\(6,626 \times 10^{-34}\) Дж/с), \(c\) - скорость света (\(3 \times 10^8\) м/с), а \(\lambda\) - длина волны света в метрах.
Давайте вычислим энергию для каждого случая:
Для световой волны длиной 400 нм:
\[E_1 = \frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{400 \times 10^{-9} \, \text{м}}\]
Для световой волны длиной 800 нм:
\[E_2 = \frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{800 \times 10^{-9} \, \text{м}}\]
Затем, чтобы определить отношение энергий, мы делим \(E_2\) на \(E_1\):
\[отношение\_энергий = \frac{{E_2}}{{E_1}}\]
Теперь, по условию задачи, нам известно, что второй случай имеет максимальную скорость фотоэлектронов, которая на 1,5 раза меньше, чем в первом случае. Известно, что скорость фотоэлектронов пропорциональна энергии фотона:
\[\text{скорость фотоэлектронов} \propto \text{энергия фотона}\]
Следовательно, мы можем записать:
\[\frac{{\text{скорость фотоэлектронов во втором случае}}}{{\text{скорость фотоэлектронов в первом случае}}} = \frac{{E_2}}{{E_1}}\]
Теперь мы можем объединить выражения и решить уравнение относительно \(E_2\):
\[\frac{{E_2}}{{E_1}} = \frac{{1}}{{1,5}}\]
\[E_2 = \frac{{E_1}}{{1,5}}\]
Подставляя значения \(E_1\) и \(E_2\) из выражений выше, мы получим:
\[\frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{800 \times 10^{-9} \, \text{м}}} = \frac{{\frac{{6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж/с} \times 3 \times 10^8 \, \text{м/с}}}{400 \times 10^{-9} \, \text{м}}}}{{1,5}}\]
Теперь мы можем рассчитать \(E_2\) и получить ответ на задачу.
Знаешь ответ?