Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные из оксида бария, при облучении светом частотой 1 ПГц?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо применить закон фотоэффекта, который описывает процесс выбивания электронов из вещества при облучении его светом. Энергия, которую получат электроны при облучении, зависит от энергии фотонов света и работы выхода электрона из вещества.

Энергия фотона $E_{\text{фото}}$ определяется формулой:

где:

• $h$ — постоянная Планка, $6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}$,

• $f$ — частота света, которая равна 1 ПГц, или $1 \times 10^{15} \, \text{Гц}$.

Таким образом, энергия фотона будет:

Теперь, чтобы найти максимальную кинетическую энергию вырванных электронов, нужно учесть, что энергия фотона расходуется на преодоление работы выхода электрона и на его кинетическую энергию. Формула для кинетической энергии электрона будет такой:

где:

• $A$ — работа выхода электрона из вещества (из оксида бария),

• $E_{\text{к}}$ — кинетическая энергия электрона.

Работа выхода для оксида бария составляет примерно $A \approx 2.4 \, \text{эВ}$. Переведем её в джоули:

Теперь, вычислим максимальную кинетическую энергию:

Таким образом, максимальная кинетическая энергия вырванных электронов составит $2.777 \times 10^{-19} \, \text{Дж}$, что эквивалентно примерно 1.73 эВ.