Вопрос школьника
Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из рубидия при его освещении ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 317 нм, равна 2,84 • 10-19 Дж. Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта для рубидия
Ответ от учителя
Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетающих из рубидия при освещении ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 317 нм, равна 2,84 • 10^-19 Дж.
Для определения работы выхода рубидия можно воспользоваться формулой Эйнштейна для фотоэффекта:
E = hν — Φ
где E — энергия фотоэлектрона, h — постоянная Планка, ν — частота света, Φ — работа выхода.
Для ультрафиолетовых лучей с длиной волны 317 нм частота света будет равна:
ν = c/λ
где c — скорость света, λ — длина волны.
Подставляя значения, получим:
ν = c/λ = 3 • 10^8 м/с / (317 • 10^-9 м) = 9,46 • 10^14 Гц
Теперь можно выразить работу выхода:
Φ = hν — E = 6,63 • 10^-34 Дж·с * 9,46 • 10^14 Гц — 2,84 • 10^-19 Дж = 1,83 • 10^-19 Дж
Таким образом, работа выхода рубидия равна 1,83 • 10^-19 Дж.
Красная граница фотоэффекта для рубидия определяется минимальной энергией фотонов, необходимой для выхода электрона из металла. Эта энергия соответствует длине волны света, при которой энергия фотона равна работе выхода:
E = hν = Φ
Отсюда:
ν = Φ/h = 1,83 • 10^-19 Дж / 6,63 • 10^-34 Дж·с = 2,76 • 10^14 Гц
Длина волны света, соответствующая этой частоте, будет:
λ = c/ν = 3 • 10^8 м/с / 2,76 • 10^14 Гц = 1,09 • 10^-6 м = 1090 нм
Таким образом, красная граница фотоэффекта для рубидия составляет 1090 нм.
