Энергия фотона, соответствующая красной границе фотоэффекта, для калия равна 7,2·10-19 Дж. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на металл падает свет, энергия фотонов которого 10-18 Дж.

Для решения этой задачи мы будем использовать основные принципы фотоэлектрического эффекта, открытого Альбертом Эйнштейном. Фотоэлектрический эффект описывается уравнением Эйнштейна для фотоэлектрического эффекта:

$E_k = h\nu - \Phi$

Где:

• $E_k$ - максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов,
• $h$ - постоянная Планка,
• $\nu$ - частота падающего света,
• $\Phi$ - работа выхода (минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из металла).

Энергия фотона связана с частотой как $E = h\nu$. Таким образом, можно переписать уравнение как:

$E_k = E - \Phi$

Где $E$ - энергия падающего фотона, а $\Phi$ - работа выхода, которая для калия равна 7,2·10^-19 Дж (как указано в задаче).

Энергия падающего фотона (света) дана как 10^-18 Дж. Теперь мы можем подставить эти значения в уравнение:

$E_k = 10^{-18} \, \text{Дж} - 7,2 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж}$

Решим это уравнение, чтобы найти $E_k$.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, когда на металл падает свет с энергией фотонов 10^-18 Дж, составляет приблизительно $2,8 \cdot 10^{-19}$ Дж. ​​