Вопрос школьника
Пластину освещают монохроматическим излучением с длиной волны λ = 3125 А. Известно, что наибольшее значение импульса, передаваемого пластине одним фотоэлектроном, равно ре = 3,3⋅10 − 25 кг⋅м/с. Определить работу выхода электрона из пластины
Ответ от учителя
Для определения работы выхода электрона из пластины воспользуемся формулой Эйнштейна для фотоэффекта:
hν = Φ + Eк
где h — постоянная Планка, ν — частота излучения, Φ — работа выхода электрона из материала, Eк — кинетическая энергия вылетевшего электрона.
Для монохроматического излучения с длиной волны λ = 3125 А найдем частоту:
ν = c/λ
где c — скорость света.
ν = 3⋅10^8 м/с / (3125⋅10^-10 м) = 9,6⋅10^14 Гц
Теперь можем выразить работу выхода электрона:
Φ = hν — Eк
Для одного фотоэлектрона наибольшее значение импульса равно ре = 3,3⋅10^-25 кг⋅м/с. Импульс связан с кинетической энергией следующим образом:
Eк = p^2 / 2m
где p — импульс, m — масса электрона.
Eк = (3,3⋅10^-25 кг⋅м/с)^2 / (2⋅9,1⋅10^-31 кг) = 5,7⋅10^-18 Дж
Теперь можем вычислить работу выхода электрона:
Φ = hν — Eк = 6,63⋅10^-34 Дж⋅с ⋅ 9,6⋅10^14 Гц — 5,7⋅10^-18 Дж = 2,5⋅10^-19 Дж
Ответ: работа выхода электрона из пластины равна 2,5⋅10^-19 Дж.
