Вопрос:

35. Определите кинетическую энергию фотоэлектронов, поверхности вольфрама светом с длиной волны 200нм. Работа выхода вольфрама 4,5 эВ.

Ответ:

Решение:

Воспользуемся уравнением Эйнштейна для фотоэффекта:

\( E_{фотон} = A_{вых} + E_{кин} \)

где \( E_{фотон} \) — энергия падающего фотона, \( A_{вых} \) — работа выхода, \( E_{кин} \) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

Сначала найдем энергию фотона. Длина волны \( λ = 200 \) нм = \( 200 \cdot 10^{-9} \) м.

\( E_{фотон} = \frac{hc}{λ} \)

где \( h = 6,63 \cdot 10^{-34} \) Дж·с (постоянная Планка), \( c = 3 \cdot 10^8 \) м/с (скорость света).

\( E_{фотон} = \frac{6,63 \cdot 10^{-34} Дж · с \cdot 3 \cdot 10^8 м/с}{200 \cdot 10^{-9} м} = \frac{19,89 \cdot 10^{-26}}{200 \cdot 10^{-9}} \) Дж

\( E_{фотон} = 0,09945 \cdot 10^{-17} \) Дж \( = 9,945 \cdot 10^{-19} \) Дж

Переведем энергию фотона в электронвольты (эВ), зная, что \( 1 \) эВ \( = 1,6 \cdot 10^{-19} \) Дж:

\( E_{фотон} = \frac{9,945 \cdot 10^{-19} Дж}{1,6 \cdot 10^{-19} Дж/эВ} \) \( \approx 6,22 \) эВ

Теперь найдем кинетическую энергию фотоэлектронов:

\( E_{кин} = E_{фотон} - A_{вых} \)

\( E_{кин} = 6,22 \) эВ \( - 4,5 \) эВ \( = 1,72 \) эВ

Ответ: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,72 эВ.