Номер 16, страница 184 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
14.3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. 14. Квантовая физика - номер 16, страница 184.
№16 (с. 184)
Решение. №16 (с. 184)

Решение 2. №16 (с. 184)
Дано:
Работа выхода металла, $A_{вых} = 4$ эВ
Частота ультрафиолетового излучения, $\nu = 1,2 \cdot 10^{15}$ Гц
Масса электрона, $m_e = 9,1 \cdot 10^{-31}$ кг
Константа для перевода эВ в Дж, $1$ эВ $= 1,6 \cdot 10^{-19}$ Дж
Постоянная Планка, $h \approx 6,63 \cdot 10^{-34}$ Дж·с
Переведем данные в систему СИ:
$A_{вых} = 4 \text{ эВ} = 4 \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} = 6,4 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
Найти:
Максимальную скорость фотоэлектронов, $v_{max}$
Решение:
Для решения задачи воспользуемся уравнением Эйнштейна для фотоэффекта:
$E = A_{вых} + E_{k,max}$
где $E$ – энергия падающего фотона, $A_{вых}$ – работа выхода электрона из металла, $E_{k,max}$ – максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.
Энергия падающего фотона определяется формулой:
$E = h \nu$
где $h$ – постоянная Планка, $\nu$ – частота излучения.
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона связана с его максимальной скоростью $v_{max}$ соотношением:
$E_{k,max} = \frac{m_e v_{max}^2}{2}$
Подставим выражения для энергии фотона и кинетической энергии в уравнение Эйнштейна:
$h \nu = A_{вых} + \frac{m_e v_{max}^2}{2}$
Выразим из этого уравнения максимальную скорость фотоэлектрона $v_{max}$:
$\frac{m_e v_{max}^2}{2} = h \nu - A_{вых}$
$v_{max}^2 = \frac{2(h \nu - A_{вых})}{m_e}$
$v_{max} = \sqrt{\frac{2(h \nu - A_{вых})}{m_e}}$
Теперь подставим числовые значения в полученную формулу.
Сначала рассчитаем энергию фотона:
$E = 6,63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \cdot 1,2 \cdot 10^{15} \text{ Гц} = 7,956 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
Энергия фотона ($7,956 \cdot 10^{-19}$ Дж) больше работы выхода ($6,4 \cdot 10^{-19}$ Дж), следовательно, фотоэффект возможен.
Теперь рассчитаем максимальную скорость:
$v_{max} = \sqrt{\frac{2(7,956 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} - 6,4 \cdot 10^{-19} \text{ Дж})}{9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}}} = \sqrt{\frac{2 \cdot 1,556 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}}{9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}}}$
$v_{max} = \sqrt{\frac{3,112 \cdot 10^{-19}}{9,1 \cdot 10^{-31}}} \approx \sqrt{0,342 \cdot 10^{12}} \approx \sqrt{34,2 \cdot 10^{10}} \approx 5,85 \cdot 10^5$ м/с
Ответ: максимальная скорость фотоэлектронов равна приблизительно $5,85 \cdot 10^5$ м/с.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 16 расположенного на странице 184 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №16 (с. 184), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.