2. Робота виходу електронів з Цинку дорівнює 5 еВ. Якою має бути довжина
хвилі випромінювання, що освітлює поверхню цинкової пластини, щоб
при фотоефекті максимальна кінетична енергія фотоелектронів
дорівнювала 3,9*10^-19 Дж?
Ответы
Ответ:
Енергія фотона, необхідного для вироблення фотоефекту на поверхні цинку, повинна бути не меншою за роботу виходу електронів, тобто 5 еВ або 5 * 1.6 x 10^-19 Дж.
Максимальна кінетична енергія фотоелектронів пов'язана з енергією фотона і роботою виходу електронів наступним співвідношенням:
E_kін = hν - W
де E_kін - максимальна кінетична енергія фотоелектронів, h - стала Планка, ν - частота світла, а W - робота виходу електронів.
Ми можемо перетворити енергію фотона hν на довжину хвилі світла λ, використовуючи формулу:
E = hν = hc/λ
де c - швидкість світла.
Тоді формула для максимальної кінетичної енергії може бути переписана як:
E_kін = hc/λ - W
Для вказаної максимальної кінетичної енергії фотоелектронів ми можемо знайти довжину хвилі світла λ за наступною формулою:
λ = hc/(E_kін + W)
Підставляючи відповідні значення, ми отримуємо:
λ = (6.626 x 10^-34 Дж с) * (2.998 x 10^8 м/с) / ((3.9 x 10^-19 Дж) + (5 еВ * 1.6 x 10^-19 Дж/еV))
≈ 256 нм
Тому довжина хвилі світла, що освітлює поверхню цинкової пластини, повинна бути приблизно 256 нм.