Электронный Кадастр

Найти красную границу фотоэффекта

Фотоэффект – это явление, при котором свет с достаточно высокой энергией может вырывать электроны из поверхности вещества. Одним из характерных параметров фотоэффекта является работа выхода электронов, которая описывает минимальную энергию фотона, необходимую для вырывания электрона из вещества.

Дано: работа выхода электронов с поверхности вещества равна 3,8 эВ.

Красная граница фотоэффекта – это минимальная длина волны света, которая способна вызвать фотоэффект и вырвать электрон из вещества. Для нахождения красной границы необходимо знать энергию фотона, соответствующую этой длине волны.

Энергия фотона (E) может быть выражена через длину волны света (λ) с помощью формулы Планка-Эйнштейна:

E = (hc) / λ,

где h - постоянная Планка, c - скорость света в вакууме.

Используя единицы измерения системы СИ, постоянная Планка равна 6,63 × 10^(-34) дж·с, а скорость света в вакууме равна 3,00 × 10^8 м/с.

Для перевода энергии в электронвольты (эВ), можно воспользоваться следующим соотношением: 1 эВ = 1,6 × 10^(-19) дж.

Теперь мы можем решить задачу и найти красную границу фотоэффекта.

  1. Переведем работу выхода электронов в джоули:

W = 3,8 эВ * 1,6 × 10^(-19) дж/эВ = 6,08 × 10^(-19) дж.

  1. Рассчитаем энергию фотона:

E = 6,08 × 10^(-19) дж.

  1. Найдем длину волны света, соответствующую этой энергии фотона:

E = (hc) / λ.

λ = (hc) / E = (6,63 × 10^(-34) дж·с * 3,00 × 10^8 м/с) / (6,08 × 10^(-19) дж) = 3,26 × 10^(-7) м.

  1. Для перевода длины волны в нанометры (нм), можно воспользоваться соотношением: 1 м = 10^9 нм.

Таким образом, красная граница фотоэффекта в данном случае составляет 326 нм. Это означает, что фотон с длиной волны менее 326 нм способен вызвать фотоэффект и вырвать электрон из поверхности вещества.

Итак, мы рассмотрели пример поиска красной границы фотоэффекта, используя известную работу выхода электронов с поверхности вещества. Знание этого параметра позволяет определить минимальную энергию фотона, необходимую для вырывания электронов, и тем самым понять, какой диапазон длин волн способен вызвать фотоэффект.