Номер 3, страница 182 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

14. Квантовая физика. 14.3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта - номер 3, страница 182.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Энергия фотонов, $E_{ф} = 8$ эВ.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, $K_{max} = 3$ эВ.

Элементарный заряд, $e \approx 1.6 \times 10^{-19}$ Кл.

$E_{ф} = 8 \text{ эВ} = 8 \times 1.6 \times 10^{-19} \text{ Дж} = 12.8 \times 10^{-19} \text{ Дж}$

$K_{max} = 3 \text{ эВ} = 3 \times 1.6 \times 10^{-19} \text{ Дж} = 4.8 \times 10^{-19} \text{ Дж}$

Найти:

Работу выхода электронов из никеля, $A_{вых}$.

Решение:

Это явление описывается уравнением Эйнштейна для фотоэффекта. Согласно этому уравнению, энергия падающего на металл фотона ($E_{ф}$) расходуется на совершение работы выхода электрона из металла ($A_{вых}$) и на сообщение ему максимальной кинетической энергии ($K_{max}$).

Запишем уравнение Эйнштейна:

$E_{ф} = A_{вых} + K_{max}$

Из этого уравнения необходимо выразить искомую величину — работу выхода $A_{вых}$:

$A_{вых} = E_{ф} - K_{max}$

Поскольку все данные в условии задачи представлены во внесистемных единицах энергии — электронвольтах (эВ), то и вычисления удобно производить в них же. Подставим числовые значения в формулу:

$A_{вых} = 8 \text{ эВ} - 3 \text{ эВ} = 5 \text{ эВ}$

Таким образом, работа выхода электронов из никеля составляет 5 электронвольт. Можно также выразить этот результат в системе СИ (в Джоулях), используя данные из блока "Дано":

$A_{вых} = 12.8 \times 10^{-19} \text{ Дж} - 4.8 \times 10^{-19} \text{ Дж} = 8.0 \times 10^{-19} \text{ Дж}$

Ответ: работа выхода электронов из никеля равна 5 эВ.