Вопрос задан 09.02.2025 в 23:05. Предмет Физика. Спрашивает Рубчинская Аполлинария.

Определите длину волны излучения, соответствующей красной границе фотоэффекта для материала, из которого вылетают электроны со скоростью 5*10^5 м/с. Электроны вырываются с материала светом с длиной волны 250 нм

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Аксютченков Максим.

Для решения задачи определим длину волны излучения, соответствующую красной границе фотоэффекта.

Дано:

  1. Скорость вылетевших электронов v=5105м/сv = 5 \cdot 10^5 \, \text{м/с}.
  2. Длина волны падающего света λ=250нм=250109м\lambda = 250 \, \text{нм} = 250 \cdot 10^{-9} \, \text{м}.
  3. Масса электрона me=9.11031кгm_e = 9.1 \cdot 10^{-31} \, \text{кг}.
  4. Постоянная Планка h=6.631034Дж\cdotpсh = 6.63 \cdot 10^{-34} \, \text{Дж·с}.
  5. Скорость света c=3108м/сc = 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с}.
  6. Энергия красной границы фотоэффекта Wкр=hνкр=hcλкрW_{\text{кр}} = h \cdot \nu_{\text{кр}} = h \cdot \frac{c}{\lambda_{\text{кр}}}.

Ход решения:

  1. Найдем кинетическую энергию электрона:

    Кинетическая энергия определяется формулой:

    Eкин=12mev2E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m_e v^2

    Подставим значения:

    Eкин=129.11031(5105)2E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} \cdot 9.1 \cdot 10^{-31} \cdot (5 \cdot 10^5)^2 Eкин=1.141019ДжE_{\text{кин}} = 1.14 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж}
  2. Определим энергию фотона падающего света:

    Энергия фотона рассчитывается как:

    Eфотон=hcλE_{\text{фотон}} = \frac{h \cdot c}{\lambda}

    Подставим значения:

    Eфотон=6.6310343108250109E_{\text{фотон}} = \frac{6.63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{250 \cdot 10^{-9}} Eфотон=7.9561019ДжE_{\text{фотон}} = 7.956 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж}
  3. Найдем работу выхода:

    Работа выхода WвыходаW_{\text{выхода}} — это разница между энергией фотона и кинетической энергией:

    Wвыхода=EфотонEкинW_{\text{выхода}} = E_{\text{фотон}} - E_{\text{кин}}

    Подставим значения:

    Wвыхода=7.95610191.141019W_{\text{выхода}} = 7.956 \cdot 10^{-19} - 1.14 \cdot 10^{-19} Wвыхода=6.8161019ДжW_{\text{выхода}} = 6.816 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж}
  4. Определим длину волны красной границы:

    Используем формулу:

    Wкр=hcλкрW_{\text{кр}} = h \cdot \frac{c}{\lambda_{\text{кр}}}

    Отсюда длина волны красной границы:

    λкр=hcWвыхода\lambda_{\text{кр}} = \frac{h \cdot c}{W_{\text{выхода}}}

    Подставим значения:

    λкр=6.63103431086.8161019\lambda_{\text{кр}} = \frac{6.63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{6.816 \cdot 10^{-19}} λкр2.92107м=292нм\lambda_{\text{кр}} \approx 2.92 \cdot 10^{-7} \, \text{м} = 292 \, \text{нм}

Ответ:

Длина волны излучения, соответствующей красной границе фотоэффекта для данного материала, равна 292 нм.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос