Номер 21, 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 21, страница 184.
№21 (с. 184)
Решение. №21 (с. 184)

Решение 2. №21 (с. 184)
Дано:
Длина волны жёлтого света $\lambda = 590 \text{ нм}$
Скорость выбитых электронов $v = 3 \cdot 10^5 \text{ м/с}$
Масса электрона $m_e = 9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}$
Постоянная Планка $h \approx 6.63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж·с}$
Скорость света в вакууме $c = 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}$
Перевод в систему СИ:
$\lambda = 590 \text{ нм} = 590 \cdot 10^{-9} \text{ м} = 5.9 \cdot 10^{-7} \text{ м}$
Найти:
Работу выхода электрона $A_{вых}$.
Решение:
Для решения задачи используется уравнение Эйнштейна для фотоэлектрического эффекта, которое связывает энергию падающих фотонов, работу выхода и кинетическую энергию выбитых электронов:
$E = A_{вых} + K_{max}$
где $E$ – энергия падающего фотона, $A_{вых}$ – работа выхода электрона, а $K_{max}$ – максимальная кинетическая энергия вылетевшего электрона.
Из этого уравнения можно выразить работу выхода:
$A_{вых} = E - K_{max}$
Энергия фотона $E$ вычисляется по формуле:
$E = h\nu = \frac{hc}{\lambda}$
где $h$ – постоянная Планка, $c$ – скорость света, $\lambda$ – длина волны света.
Максимальная кинетическая энергия электрона $K_{max}$ вычисляется по формуле:
$K_{max} = \frac{m_e v^2}{2}$
где $m_e$ – масса электрона, $v$ – его скорость.
Подставив выражения для $E$ и $K_{max}$ в формулу для работы выхода, получаем:
$A_{вых} = \frac{hc}{\lambda} - \frac{m_e v^2}{2}$
Теперь подставим числовые значения и выполним расчеты.
1. Рассчитаем энергию падающего фотона:
$E = \frac{6.63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж·с} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}}{5.9 \cdot 10^{-7} \text{ м}} = \frac{19.89 \cdot 10^{-26}}{5.9 \cdot 10^{-7}} \text{ Дж} \approx 3.371 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
2. Рассчитаем максимальную кинетическую энергию электрона:
$K_{max} = \frac{9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг} \cdot (3 \cdot 10^5 \text{ м/с})^2}{2} = \frac{9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг} \cdot 9 \cdot 10^{10} \text{ м}^2/\text{с}^2}{2} = \frac{81.9 \cdot 10^{-21}}{2} \text{ Дж} = 40.95 \cdot 10^{-21} \text{ Дж} = 4.095 \cdot 10^{-20} \text{ Дж}$
3. Рассчитаем работу выхода:
$A_{вых} = 3.371 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} - 4.095 \cdot 10^{-20} \text{ Дж}$
Для удобства вычитания приведем второе слагаемое к тому же порядку, что и первое:
$A_{вых} = 3.371 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} - 0.4095 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} = (3.371 - 0.4095) \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \approx 2.96 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
Ответ: работа выхода электрона с поверхности данного материала составляет примерно $2.96 \cdot 10^{-19}$ Дж.
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 21 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 №21 (с. 184), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.