Привет! Сегодня я решил поделиться с вами своим опытом решения задачи по физике. Специально для этого я выбрал задачу о фотоэффекте и расчете максимальной скорости электронов вырываемых из металла.Так что, давайте начнем! В данной задаче нам дана красная граница фотоэффекта для некоторого металла, которая равна 2750 Ангстрем. Наша задача ─ найти максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла при длине волны 1800 Ангстрем.Для решения этой задачи нам понадобится формула Эйнштейна для фотоэффекта⁚
E hf ─ Ф,
где E ౼ энергия фотона, h ౼ постоянная Планка, f ─ частота света, Ф ౼ работа выхода электронов из металла.Мы знаем, что длина волны света связана с его частотой следующим образом⁚
c λf,
где c ─ скорость света, λ ౼ длина волны, f ─ частота.Теперь мы можем выразить частоту света⁚
f c / λ.Также нам известно, что максимальная кинетическая энергия электрона выражается как⁚
K_max E ౼ Ф.Поскольку энергия фотона E выражается через его частоту, мы можем записать формулу для K_max⁚
K_max hf ౼ Ф.Теперь, зная все необходимые формулы, давайте решим задачу.Подставим выражение для частоты света в формулу Эйнштейна⁚
K_max (hc / λ) ─ Ф.Теперь подставим известные значения⁚
K_max (6,63 * 10^-34 Дж*с * 3 * 10^8 м/с) / (1800 * 10^-10 м) ౼ 2750 Ангстрем.Выполним вычисления⁚
K_max (1٫89 * 10^-25 Дж*м) / (1٫8 * 10^-7 м) ౼ 2750 Ангстрем.K_max 1٫05 * 10^-18 Дж ─ 2750 Ангстрем.Теперь переведем 2750 Ангстрем в энергию в джоулях. Для этого воспользуемся следующим соотношением⁚
1 эВ 1٫6 * 10^-19 Дж.Тогда⁚
2750 Ангстрем 2750 * 10^-10 м 2٫75 * 10^-7 м.Теперь выразим полученное значение в электронвольтах⁚
K_max 2,75 * 10^-7 м * (1,6 * 10^-19 Дж / 1 эВ).Выполним вычисление⁚
K_max 4,4 * 10^-26 Дж.Теперь можем найти максимальную скорость электрона, используя формулу для кинетической энергии⁚
K_max (m * v^2) / 2,
где m ౼ масса электрона, v ౼ его скорость.Для электрона масса m равна 9٫11 * 10^-31 кг.Подставляем значения и решаем уравнение⁚
4,4 * 10^-26 Дж (9,11 * 10^-31 кг * v^2) / 2.Выразим v⁚
v^2 (2 * 4,4 * 10^-26 Дж) / (9,11 * 10^-31 кг).Выполним вычисления⁚
v^2 9,62 * 10^4 м^2/с^2.Чтобы найти максимальную скорость электрона, возьмем корень из обоих частей уравнения⁚
v sqrt(9,62 * 10^4 м^2/с^2),
v ≈ 310 м/с.
Итак, я нашел максимальную скорость электронов, вырываемых из металла при длине волны 1800 Ангстрем. Она равна примерно 310 м/с;
Надеюсь, что эта статья была полезной и помогла вам разобраться с задачей о фотоэффекте. Если у вас возникнут другие вопросы, не стесняйтесь обращаться!