1.Какой кинетической энергией обладают электроны, вырванные с поверхности меди, при облучении ее светом с частотой 6 \(\cdot 10^{16}\) Гц? Работа выхода равна 5,15эВ.

Решение:

Используем уравнение фотоэффекта: \( E_{к.макс} = h\nu - A \).

где:

• \( E_{к.макс} \) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, эВ;
• \( h \) — постоянная Планка, \( h \approx 6,63 \cdot 10^{-34} \) Дж \(\cdot \) с;
• \( \nu \) — частота света, Гц;
• \( A \) — работа выхода, эВ.

Сначала найдём энергию фотона \( h\nu \) в Джоулях:

\( h\nu = (6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}) \cdot (6 \cdot 10^{16} \text{ Гц}) = 39,78 \cdot 10^{-18} \text{ Дж} \)

Переведём работу выхода в Джоули:

\( A = 5,15 \text{ эВ} \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \frac{\text{Дж}}{\text{эВ}} = 8,24 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \)

Теперь найдём кинетическую энергию в Джоулях:

\( E_{к.макс} = (39,78 \cdot 10^{-18} \text{ Дж}) - (8,24 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}) = (39,78 - 0,824) \cdot 10^{-18} \text{ Дж} = 38,956 \cdot 10^{-18} \text{ Дж} \)

Переведём обратно в эВ:

\( E_{к.макс} = \frac{38,956 \cdot 10^{-18} \text{ Дж}}{1,6 \cdot 10^{-19} \frac{\text{Дж}}{\text{эВ}}} \approx 243,5 \text{ эВ} \)

Ответ: Максимальная кинетическая энергия электронов равна примерно 243,5 эВ.