Решите задачу.
Потенциал работы выхода электрона для магния равен 3,69 эВ, а для цезия 1,93 эВ. На поверхность этих металлов падает свет с длиной волны 590 нм. Вопрос: возникает ли при этом фотоэффект у обоих металлов?

Решение задачи

Дано:

• Работа выхода электрона из магния: $A_1 = 3{,}69$ эВ.

• Работа выхода электрона из цезия: $A_2 = 1{,}93$ эВ.

• Длина волны падающего света: $\lambda = 590$ нм $= 5{,}9 \cdot 10^{-7}$ м.

• Постоянная Планка: $h = 6{,}63 \cdot 10^{-34}$ Дж·с.

• Скорость света: $c = 3 \cdot 10^8$ м/с.

Найти: возникает ли фотоэффект у магния и цезия?

1. Условие возникновения фотоэффекта

Фотоэффект возникает, если энергия падающего фотона больше или равна работе выхода электрона из металла:

Энергия фотона определяется по формуле:

2. Вычислим энергию фотона

Подставим известные значения:

Получаем:

Переведём энергию в электрон-вольты, учитывая, что:

Тогда:

3. Проверим возможность фотоэффекта для каждого металла

Для магния:

Работа выхода электрона составляет $3{,}69$ эВ.

Сравним с энергией фотона:

Энергия падающего фотона меньше работы выхода электрона из магния.

Следовательно, фотоэффект у магния не возникает.

Для цезия:

Работа выхода электрона составляет $1{,}93$ эВ.

Сравним с энергией фотона:

Энергия фотона превышает работу выхода электрона из цезия.

Следовательно, фотоэффект у цезия возникает.

При этом максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов равна:

Ответ

При освещении светом с длиной волны 590 нм фотоэффект возникает только у цезия.

• Магний: фотоэффект не возникает, так как энергия фотона (2,11 эВ) меньше работы выхода (3,69 эВ).

• Цезий: фотоэффект возникает, так как энергия фотона (2,11 эВ) больше работы выхода (1,93 эВ).

Таким образом, фотоэффект возникает не у обоих металлов, а только у цезия.