Вопрос задан 20.09.2025 в 08:27. Предмет Физика. Спрашивает Шаехов Даниель.

Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетевших из рубидия при его освещении лучами с длиной волны 317 нм, равна 2,64·10⁻¹⁹ Дж. Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта для рубидия.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Велицкая Кристина.

Для того чтобы решить задачу, необходимо воспользоваться уравнением фотоэффекта, которое описывает зависимость максимальной энергии фотоэлектронов от частоты света:

Eмакс=hν−WE_{\text{макс}} = h \nu - W

где:

  • EмаксE_{\text{макс}} — максимальная энергия фотоэлектронов,

  • hh — постоянная Планка, h=6,626×10−34 Дж⋅сh = 6,626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с},

  • ν\nu — частота света,

  • WW — работа выхода электрона из вещества.

Для начала найдём частоту света, используя соотношение между длиной волны λ\lambda и частотой ν\nu:

ν=cλ\nu = \frac{c}{\lambda}

где:

  • cc — скорость света в вакууме, c=3,0×108 м/сc = 3,0 \times 10^8 \, \text{м/с},

  • λ\lambda — длина волны света, λ=317 нм=317×10−9 м\lambda = 317 \, \text{нм} = 317 \times 10^{-9} \, \text{м}.

Подставляем значения и находим частоту:

ν=3,0×108317×10−9=9,46×1014 Гц\nu = \frac{3,0 \times 10^8}{317 \times 10^{-9}} = 9,46 \times 10^{14} \, \text{Гц}

Теперь, используя уравнение фотоэффекта, подставим максимальную энергию фотоэлектронов Eмакс=2,64×10−19 ДжE_{\text{макс}} = 2,64 \times 10^{-19} \, \text{Дж} и частоту ν\nu, чтобы найти работу выхода WW:

W=hν−EмаксW = h \nu - E_{\text{макс}}

Подставляем значения:

W=(6,626×10−34)×(9,46×1014)−2,64×10−19W = (6,626 \times 10^{-34}) \times (9,46 \times 10^{14}) - 2,64 \times 10^{-19}

W=6,27×10−19−2,64×10−19W = 6,27 \times 10^{-19} - 2,64 \times 10^{-19}

W=3,63×10−19 ДжW = 3,63 \times 10^{-19} \, \text{Дж}

Таким образом, работа выхода для рубидия равна 3,63×10−19 Дж3,63 \times 10^{-19} \, \text{Дж}.

Теперь, чтобы найти красную границу фотоэффекта, нужно вычислить длину волны, при которой энергия фотона будет равна работе выхода. Это можно сделать, используя уравнение:

W=hνкрасW = h \nu_{\text{крас}}

где νкрас\nu_{\text{крас}} — частота для красной границы фотоэффекта. Из этого уравнения можно выразить частоту:

νкрас=Wh\nu_{\text{крас}} = \frac{W}{h}

Подставляем значение работы выхода W=3,63×10−19 ДжW = 3,63 \times 10^{-19} \, \text{Дж} и постоянной Планка h=6,626×10−34h = 6,626 \times 10^{-34}:

νкрас=3,63×10−196,626×10−34=5,48×1014 Гц\nu_{\text{крас}} = \frac{3,63 \times 10^{-19}}{6,626 \times 10^{-34}} = 5,48 \times 10^{14} \, \text{Гц}

Теперь находим длину волны для красной границы, используя соотношение λ=cν\lambda = \frac{c}{\nu}:

λкрас=3,0×1085,48×1014=5,47×10−7 м=547 нм\lambda_{\text{крас}} = \frac{3,0 \times 10^8}{5,48 \times 10^{14}} = 5,47 \times 10^{-7} \, \text{м} = 547 \, \text{нм}

Итак, красная граница фотоэффекта для рубидия составляет 547 нм.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос