Вопрос задан 03.05.2026 в 19:02. Предмет Физика. Спрашивает Тарасов Руслан.

Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов, которые вылетают при действии на поверхность цинка ультрафиолетового излучения с длиной волны 150 нм, если работа выхода электронов из цинка составляет 4.2 эВ?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Маркевич Полина.

По уравнению Эйнштейна для фотоэффекта:

hν=Aвых+mv22h\nu = A_{\text{вых}} + \frac{mv^2}{2}

Так как частота связана с длиной волны:

ν=cλ\nu = \frac{c}{\lambda}

то энергия фотона:

E=hcλE = \frac{hc}{\lambda}

Удобно использовать формулу:

E(эВ)=1240λ(нм)E(\text{эВ}) = \frac{1240}{\lambda(\text{нм})}

Длина волны излучения:

λ=150 нм\lambda = 150 \text{ нм}

Тогда энергия фотона:

E=12401508.27 эВE = \frac{1240}{150} \approx 8.27 \text{ эВ}

Работа выхода электронов из цинка:

Aвых=4.2 эВA_{\text{вых}} = 4.2 \text{ эВ}

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

Ek=EAвыхE_k = E - A_{\text{вых}} Ek=8.274.2=4.07 эВE_k = 8.27 - 4.2 = 4.07 \text{ эВ}

Переведём эту энергию в джоули:

1 эВ=1.61019 Дж1 \text{ эВ} = 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} Ek=4.071.610196.511019 ДжE_k = 4.07 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \approx 6.51 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}

Теперь найдём максимальную скорость из выражения:

Ek=mv22E_k = \frac{mv^2}{2} v=2Ekmv = \sqrt{\frac{2E_k}{m}}

Масса электрона:

m=9.11031 кгm = 9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}

Подставим значения:

v=26.5110199.11031v = \sqrt{\frac{2 \cdot 6.51 \cdot 10^{-19}}{9.1 \cdot 10^{-31}}} v1.431012v \approx \sqrt{1.43 \cdot 10^{12}} v1.2106 м/сv \approx 1.2 \cdot 10^6 \text{ м/с}

Ответ: максимальная скорость фотоэлектронов примерно равна

1.2106 м/с\boxed{1.2 \cdot 10^6 \text{ м/с}}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос