Известно, что когда на пластинку из калия падает световая волна, длина которой 299 нм, выбитые из пластинки электроны вылетают со скоростью 700 км/с. Найдите красную границу фотоэффекта для калия.
Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу Эйнштейна для фотоэффекта:
E = hf - φ,
где:
E - кинетическая энергия выбиваемого электрона,
h - постоянная Планка, равная 6.626 x 10^(-34) Дж * с,
f - частота световой волны,
φ - работа выхода (работа для выбивания электрона из поверхности материала).
Нам дана длина световой волны (λ = 299 нм), и мы можем найти ее частоту по формуле:
f = c / λ,
где:
c - скорость света, равная приблизительно 3 x 10^8 м/с.
Подставляем данную длину в формулу:
f = (3 x 10^8 м/с) / (299 x 10^(-9) м) = 1.004 x 10^15 Гц.
Таким образом, мы нашли значение частоты световой волны, падающей на пластинку из калия.
Теперь мы можем найти энергию фотона с помощью формулы:
E = hf = (6.626 x 10^(-34) Дж * с) * (1.004 x 10^15 Гц) ≈ 6.644 x 10^(-19) Дж.
Далее, чтобы найти красную границу фотоэффекта, нам необходимо найти работу выхода для калия (φ).
Значение работы выхода зависит от материала, из которого сделана пластинка калия. Для калия значение работы выхода обычно составляет около 2.14 эВ (электрон-вольт). Один эВ равен 1.602 x 10^(-19) Дж, поэтому значение работы выхода для калия будет:
φ = 2.14 эВ * (1.602 x 10^(-19) Дж / 1 эВ) ≈ 3.426 x 10^(-19) Дж.
И, наконец, мы можем найти красную границу фотоэффекта вычитанием работы выхода из энергии фотона:
Красная граница фотоэффекта = E - φ ≈ (6.644 x 10^(-19) Дж) - (3.426 x 10^(-19) Дж) ≈ 3.218 x 10^(-19) Дж.
Таким образом, красная граница фотоэффекта для калия составляет около 3.218 x 10^(-19) Дж.
E = hf - φ,
где:
E - кинетическая энергия выбиваемого электрона,
h - постоянная Планка, равная 6.626 x 10^(-34) Дж * с,
f - частота световой волны,
φ - работа выхода (работа для выбивания электрона из поверхности материала).
Нам дана длина световой волны (λ = 299 нм), и мы можем найти ее частоту по формуле:
f = c / λ,
где:
c - скорость света, равная приблизительно 3 x 10^8 м/с.
Подставляем данную длину в формулу:
f = (3 x 10^8 м/с) / (299 x 10^(-9) м) = 1.004 x 10^15 Гц.
Таким образом, мы нашли значение частоты световой волны, падающей на пластинку из калия.
Теперь мы можем найти энергию фотона с помощью формулы:
E = hf = (6.626 x 10^(-34) Дж * с) * (1.004 x 10^15 Гц) ≈ 6.644 x 10^(-19) Дж.
Далее, чтобы найти красную границу фотоэффекта, нам необходимо найти работу выхода для калия (φ).
Значение работы выхода зависит от материала, из которого сделана пластинка калия. Для калия значение работы выхода обычно составляет около 2.14 эВ (электрон-вольт). Один эВ равен 1.602 x 10^(-19) Дж, поэтому значение работы выхода для калия будет:
φ = 2.14 эВ * (1.602 x 10^(-19) Дж / 1 эВ) ≈ 3.426 x 10^(-19) Дж.
И, наконец, мы можем найти красную границу фотоэффекта вычитанием работы выхода из энергии фотона:
Красная граница фотоэффекта = E - φ ≈ (6.644 x 10^(-19) Дж) - (3.426 x 10^(-19) Дж) ≈ 3.218 x 10^(-19) Дж.
Таким образом, красная граница фотоэффекта для калия составляет около 3.218 x 10^(-19) Дж.