При падении на фотокатод света с частотой 4 • 10^15 Гц максимально возможная скорость фотоэлектронов 2*10^6 м/с. Определите

ответ к заданию по физике
 

Прежде чем приступить к решению задачи, давайте разберемся в некоторых понятиях связанных с фотоэффектом.

Фотоэффект - явление испускания электронов при попадании на фотокатод света определенной частоты.

Фотокатод - это поверхность внутри вакуумного прибора, способная испускать электроны при попадании на нее света определенной частоты.

Частота света - это количество колебаний (волн) в единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).

Максимальная скорость фотоэлектронов - это наибольшая скорость, с которой фотоэлектроны могут покинуть поверхность фотокатода при попадании на него света определенной частоты.

Исходя из данной информации и пользуясь формулами, мы сможем решить эту задачу.

Формула, связывающая энергию фотоэлектронов с частотой света и постоянной Планка (h):
E = h * f

где E - энергия фотоэлектронов, f - частота света.

Формула, связывающая энергию фотоэлектронов с их скоростью (v) и массой (m):
E = (1/2) * m * v^2

где E - энергия фотоэлектронов, m - масса фотоэлектрона, v - скорость фотоэлектронов.

Нам дана частота света (f) равная 4 * 10^15 Гц и максимальная скорость фотоэлектронов (v) равная 2 * 10^6 м/с. Нас интересует энергия фотоэлектронов (E).

1. Найдем энергию фотоэлектронов (E) с помощью первой формулы:
E = h * f

Постоянная Планка (h) равна 6.626 * 10^-34 Дж * с.
E = (6.626 * 10^-34 Дж * с) * (4 * 10^15 Гц)
E = (6.626 * 4) * (10^-34 * 10^15) Дж
E = 26.504 * (10^-34+15) Дж
E = 26.504 * 10^-19 Дж
E = 2.6504 * 10^-18 Дж

2. Найдем массу фотоэлектрона (m) с помощью второй формулы:
E = (1/2) * m * v^2

Мы будем считать, что скорость фотоэлектронов и их энергия находятся в одной плоскости, поэтому можем исключить коэффициент (1/2) и записать:
E = m * v^2

Решим это уравнение относительно массы фотоэлектрона (m):
m = E / v^2

m = (2.6504 * 10^-18 Дж) / (2 * 10^6 м/с)^2
m = (2.6504 * 10^-18 Дж) / (4 * 10^12 м^2/с^2)
m = 0.6626 * 10^-30 Дж * с^2 / м^2

3. Проверим полученный результат.

Если вычисления были правильными, масса фотоэлектрона (m) должна быть примерно равна 9.1 * 10^-31 кг, поскольку это принятая физическими учеными масса электрона.

Таким образом, мы определили, что в данной задаче масса фотоэлектрона (m) примерно равна 0.6626 * 10^-30 Дж * с^2 / м^2 или 9.1 * 10^-31 кг.

Решение данной задачи возможно с помощью использования фундаментальных физических законов и формул. Надеюсь, это решение понятно и обстоятельно.