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

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся уравнением Эйнштейна для фотоэффекта:
\[ E_{к max} = h\nu - A_{вых} \]
где \( E_{к max} \) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, \( h \) — постоянная Планка, \( \nu \) — частота падающего света, \( A_{вых} \) — работа выхода.

Сначала найдём частоту света \( \nu \) по его длине волны \( \lambda \) и скорости света \( c \):
\[ \nu = \frac{c}{\lambda} \]
Переведём длину волны в метры: \( \lambda = 200 \text{ нм} = 200 \times 10^{-9} \text{ м} = 2 \times 10^{-7} \text{ м} \).
Скорость света \( c = 3 \times 10^8 \text{ м/с} \).
\[ \nu = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{2 \times 10^{-7} \text{ м}} = 1,5 \times 10^{15} \text{ Гц} \]
Теперь найдём энергию фотона \( h\nu \). Постоянная Планка \( h = 6,626 \times 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \).
\[ h\nu = (6,626 \times 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с}) \times (1,5 \times 10^{15} \text{ Гц}) = 9,939 \times 10^{-19} \text{ Дж} \]
Для удобства переведём энергию фотона в электронвольты (эВ). \( 1 \text{ эВ} = 1,602 \times 10^{-19} \text{ Дж} \).
\[ h\nu = \frac{9,939 \times 10^{-19} \text{ Дж}}{1,602 \times 10^{-19} \text{ Дж/эВ}} \approx 6,204 \text{ эВ} \]
Теперь подставим значения в уравнение Эйнштейна:
\[ E_{к max} = h\nu - A_{вых} = 6,204 \text{ эВ} - 4,5 \text{ эВ} = 1,704 \text{ эВ} \]

Ответ: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов составляет приблизительно \( 1,70 \text{ эВ} \).