10) При облучении металлической пластинки квантами света с энергией 2 эВ из нее выбиваются электроны, которые проходят ускоряющую разность потенциалов U. Работа выхода электронов из металла A_вых = 3 эВ. Определите максимальную энергию ускоренных электронов E_e, если она равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла.

Решение:

Это задание содержит противоречивые условия. По закону фотоэффекта, энергия фотона \( E_{\text{фотон}} \) расходуется на работу выхода \( A_{\text{вых}} \) и на кинетическую энергию выбитого электрона \( E_k \):

\( E_{\text{фотон}} = A_{\text{вых}} + E_k \)

Из условия нам дано:

Энергия фотонов \( E_{\text{фотон}} = 2 \text{ эВ} \).

Работа выхода \( A_{\text{вых}} = 3 \text{ эВ} \).

Согласно этому, \( 2 \text{ эВ} = 3 \text{ эВ} + E_k \), что означает \( E_k = -1 \text{ эВ} \).

Кинетическая энергия не может быть отрицательной. Это означает, что для выбивания электронов из данного металла необходимы фотоны с энергией не менее \( 3 \text{ эВ} \), а энергия падающих фотонов \( 2 \text{ эВ} \) недостаточна для осуществления фотоэффекта.

Однако, в условии далее сказано: "Определите максимальную энергию ускоренных электронов E_e, если она равна удвоенной энергии фотонов, выбивающих их из металла". Это условие игнорирует принцип фотоэффекта и противоречит предыдущим данным.

Если следовать этому последнему условию, то максимальная энергия ускоренных электронов \( E_e \) равна удвоенной энергии фотонов:

\( E_e = 2 \times E_{\text{фотон}} \)

\( E_e = 2 \times 2 \text{ эВ} = 4 \text{ эВ} \).

Учитывая противоречивость, я предоставлю ответ, исходя из последнего условия, так как оно явно указывает, что считать.

Ответ: 4