Вопрос задан 11.04.2025 в 17:02. Предмет Физика. Спрашивает Штегенов Сырым.

Поверхность металла поочередно освещают светом с частотой 7,5 * 10 ^ 14 Гц и 6 * 10 ^ 14 Гц. Во втором случае максимальная скорость фотоэлектронов в 1,2 раза меньше, чем в первом. Определите работу выхода электронов из этого металла.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Петрова Оксана.

Для решения задачи, нам нужно использовать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

Ek=h⋅f−W,E_k = h \cdot f - W,

где:

  • EkE_k — кинетическая энергия фотоэлектрона,
  • hh — постоянная Планка (6,626×10−346,626 \times 10^{-34} Дж·с),
  • ff — частота света,
  • WW — работа выхода электронов.

Дано два условия:

  1. Частота света во втором случае — f2=6×1014f_2 = 6 \times 10^{14} Гц.
  2. Частота света в первом случае — f1=7,5×1014f_1 = 7,5 \times 10^{14} Гц.
  3. Во втором случае максимальная скорость фотоэлектронов в 1,2 раза меньше, чем в первом. Это означает, что кинетическая энергия фотоэлектронов во втором случае в 1,44 раза меньше, чем в первом (так как кинетическая энергия зависит от квадрата скорости).

Шаг 1: Найдем кинетические энергии в обоих случаях

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов пропорциональна квадрату их скорости, то есть:

Ek2=11,44⋅Ek1.E_{k2} = \frac{1}{1,44} \cdot E_{k1}.

Шаг 2: Применим уравнение для фотоэффекта

Из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта для первого случая и второго:

  1. Для первого случая (с частотой f1f_1):
Ek1=h⋅f1−W.E_{k1} = h \cdot f_1 - W.
  1. Для второго случая (с частотой f2f_2):
Ek2=h⋅f2−W.E_{k2} = h \cdot f_2 - W.

Теперь подставим Ek2=11,44⋅Ek1E_{k2} = \frac{1}{1,44} \cdot E_{k1} в уравнение для второго случая:

11,44⋅(h⋅f1−W)=h⋅f2−W.\frac{1}{1,44} \cdot (h \cdot f_1 - W) = h \cdot f_2 - W.

Шаг 3: Решим полученное уравнение

Умножим обе части уравнения на 1,44:

h⋅f1−W=1,44⋅(h⋅f2−W).h \cdot f_1 - W = 1,44 \cdot (h \cdot f_2 - W).

Раскроем скобки:

h⋅f1−W=1,44⋅h⋅f2−1,44⋅W.h \cdot f_1 - W = 1,44 \cdot h \cdot f_2 - 1,44 \cdot W.

Переносим все члены с WW в одну сторону:

h⋅f1−1,44⋅h⋅f2=W−1,44⋅W.h \cdot f_1 - 1,44 \cdot h \cdot f_2 = W - 1,44 \cdot W.

Это можно упростить до:

h⋅f1−1,44⋅h⋅f2=(1−1,44)⋅W.h \cdot f_1 - 1,44 \cdot h \cdot f_2 = (1 - 1,44) \cdot W. h⋅f1−1,44⋅h⋅f2=−0,44⋅W.h \cdot f_1 - 1,44 \cdot h \cdot f_2 = -0,44 \cdot W.

Теперь выразим WW:

W=h⋅f1−1,44⋅h⋅f20,44.W = \frac{h \cdot f_1 - 1,44 \cdot h \cdot f_2}{0,44}.

Шаг 4: Подставим значения

Подставим значения для частот f1=7,5×1014f_1 = 7,5 \times 10^{14} Гц и f2=6×1014f_2 = 6 \times 10^{14} Гц:

W=6,626×10−34⋅(7,5×1014)−1,44⋅6,626×10−34⋅(6×1014)0,44.W = \frac{6,626 \times 10^{-34} \cdot (7,5 \times 10^{14}) - 1,44 \cdot 6,626 \times 10^{-34} \cdot (6 \times 10^{14})}{0,44}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос