Чему равна максимальная кинетическая энергия электрона, выбитого с поверхности натрия (работа выхода равна 2,28 эВ) светом с длиной волны 410 нм (ответ в виде целого числа, которое нужно умножить на 10^(−19))?
Для решения данного вопроса, нам понадобятся следующие физические законы и формулы.
1. Закон сохранения энергии: Вся энергия, полученная электроном, равна сумме кинетической энергии электрона и работе выхода:
E = K + W,
где E - энергия света, K - кинетическая энергия электрона, W - работа выхода.
2. Формула для длины волны света:
λ = c / ν,
где λ - длина волны, c - скорость света, ν - частота света.
3. Формула для энергии фотона:
E = h * ν,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, ν - частота света.
4. Формула для работы выхода:
W = h * ν₀,
где W - работа выхода, h - постоянная Планка, ν₀ - минимальная частота, необходимая для выхода электрона.
Теперь решим вопрос:
1. Найдем частоту света по формуле для длины волны:
ν = c / λ,
где c = 3 * 10^8 м/с - скорость света в вакууме, λ = 410 * 10^(-9) м - длина волны света.
Подставляем значения и вычисляем:
ν = (3 * 10^8 м/с) / (410 * 10^(-9) м) = 7,32 * 10^(14) Гц.
2. Найдем энергию фотона по формуле:
E = h * ν,
где h = 6,63 * 10^(-34) Дж·с - постоянная Планка, ν = 7,32 * 10^(14) Гц - частота света.
Подставляем значения и вычисляем:
E = (6,63 * 10^(-34) Дж·с) * (7,32 * 10^(14) Гц) = 4,84 * 10^(-19) Дж.
3. Найдем работу выхода по условию задачи:
W = 2,28 эВ,
где 1 эВ = 1,6 * 10^(-19) Дж - электронвольт.
Переведем работу выхода в джоули:
W = (2,28 эВ) * (1,6 * 10^(-19) Дж / эВ) = 3,648 * 10^(-19) Дж.
4. Найдем кинетическую энергию электрона, используя закон сохранения энергии:
E = K + W,
где E = 4,84 * 10^(-19) Дж - энергия фотона, W = 3,648 * 10^(-19) Дж - работа выхода.
Найдем K:
K = E - W = (4,84 * 10^(-19) Дж) - (3,648 * 10^(-19) Дж) = 1,192 * 10^(-19) Дж.
1. Закон сохранения энергии: Вся энергия, полученная электроном, равна сумме кинетической энергии электрона и работе выхода:
E = K + W,
где E - энергия света, K - кинетическая энергия электрона, W - работа выхода.
2. Формула для длины волны света:
λ = c / ν,
где λ - длина волны, c - скорость света, ν - частота света.
3. Формула для энергии фотона:
E = h * ν,
где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, ν - частота света.
4. Формула для работы выхода:
W = h * ν₀,
где W - работа выхода, h - постоянная Планка, ν₀ - минимальная частота, необходимая для выхода электрона.
Теперь решим вопрос:
1. Найдем частоту света по формуле для длины волны:
ν = c / λ,
где c = 3 * 10^8 м/с - скорость света в вакууме, λ = 410 * 10^(-9) м - длина волны света.
Подставляем значения и вычисляем:
ν = (3 * 10^8 м/с) / (410 * 10^(-9) м) = 7,32 * 10^(14) Гц.
2. Найдем энергию фотона по формуле:
E = h * ν,
где h = 6,63 * 10^(-34) Дж·с - постоянная Планка, ν = 7,32 * 10^(14) Гц - частота света.
Подставляем значения и вычисляем:
E = (6,63 * 10^(-34) Дж·с) * (7,32 * 10^(14) Гц) = 4,84 * 10^(-19) Дж.
3. Найдем работу выхода по условию задачи:
W = 2,28 эВ,
где 1 эВ = 1,6 * 10^(-19) Дж - электронвольт.
Переведем работу выхода в джоули:
W = (2,28 эВ) * (1,6 * 10^(-19) Дж / эВ) = 3,648 * 10^(-19) Дж.
4. Найдем кинетическую энергию электрона, используя закон сохранения энергии:
E = K + W,
где E = 4,84 * 10^(-19) Дж - энергия фотона, W = 3,648 * 10^(-19) Дж - работа выхода.
Найдем K:
K = E - W = (4,84 * 10^(-19) Дж) - (3,648 * 10^(-19) Дж) = 1,192 * 10^(-19) Дж.
5. Найдем максимальную кинетическую энергию электрона в электронвольтах:
K_эв = K / (1,6 * 10^(-19) Дж / эВ) = (1,192 * 10^(-19) Дж) / (1,6 * 10^(-19) Дж / эВ) = 0,745 эВ.
Теперь можем найти ответ в виде целого числа, которое нужно умножить на 10^(-19):
Ответ: 0,745 * 10^(-19).