Номер 1, страница 278 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Авторы: Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Чаругин В. М.
Тип: Учебник
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2019 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: синий
ISBN: 978-5-09-087659-9
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Популярные ГДЗ в 11 классе
Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 73. Примеры решения задач по теме «Световые кванты. Фотоэффект». Глава 10. Световые кванты - номер 1, страница 278.
№1 (с. 278)
Условие. №1 (с. 278)
скриншот условия

1. Чему равна максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих с поверхности цезия под действием света с длиной волны $\lambda = 500$ нм, если красная граница фотоэффекта для цезия соответствует $\lambda_{\text{кр}} = 620$ нм?
Решение. №1 (с. 278)

Решение 2. №1 (с. 278)
Дано:
Длина волны падающего света, $ \lambda = 500 \text{ нм} = 500 \cdot 10^{-9} \text{ м} = 5 \cdot 10^{-7} \text{ м} $
Красная граница фотоэффекта, $ \lambda_{кр} = 620 \text{ нм} = 620 \cdot 10^{-9} \text{ м} = 6.2 \cdot 10^{-7} \text{ м} $
Постоянная Планка, $ h \approx 6.63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} $
Скорость света в вакууме, $ c \approx 3 \cdot 10^8 \text{ м/с} $
Масса электрона, $ m_e \approx 9.11 \cdot 10^{-31} \text{ кг} $
Найти:
Максимальную скорость фотоэлектронов, $ v_{max} $.
Решение:
Для решения задачи воспользуемся уравнением Эйнштейна для фотоэффекта, которое связывает энергию падающего фотона, работу выхода электрона из металла и максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:
$ E_{ф} = A_{вых} + E_{к_{max}} $
где $ E_{ф} $ - энергия фотона, $ A_{вых} $ - работа выхода, $ E_{к_{max}} $ - максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.
Энергия фотона определяется его длиной волны $ \lambda $:
$ E_{ф} = \frac{hc}{\lambda} $
Работа выхода $ A_{вых} $ - это минимальная энергия, необходимая для вырывания электрона с поверхности металла. Она соответствует энергии фотона с длиной волны, равной красной границе фотоэффекта $ \lambda_{кр} $:
$ A_{вых} = \frac{hc}{\lambda_{кр}} $
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона связана с его максимальной скоростью $ v_{max} $ следующим образом:
$ E_{к_{max}} = \frac{m_e v_{max}^2}{2} $
Подставим выражения для энергии фотона и работы выхода в уравнение Эйнштейна:
$ \frac{hc}{\lambda} = \frac{hc}{\lambda_{кр}} + \frac{m_e v_{max}^2}{2} $
Выразим из этого уравнения кинетическую энергию:
$ \frac{m_e v_{max}^2}{2} = \frac{hc}{\lambda} - \frac{hc}{\lambda_{кр}} = hc \left( \frac{1}{\lambda} - \frac{1}{\lambda_{кр}} \right) $
Теперь выразим максимальную скорость $ v_{max} $:
$ v_{max}^2 = \frac{2hc}{m_e} \left( \frac{1}{\lambda} - \frac{1}{\lambda_{кр}} \right) $
$ v_{max} = \sqrt{\frac{2hc}{m_e} \left( \frac{1}{\lambda} - \frac{1}{\lambda_{кр}} \right)} $
Подставим числовые значения в формулу:
$ v_{max} = \sqrt{\frac{2 \cdot 6.63 \cdot 10^{-34} \text{ Дж} \cdot \text{с} \cdot 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}}{9.11 \cdot 10^{-31} \text{ кг}} \left( \frac{1}{5 \cdot 10^{-7} \text{ м}} - \frac{1}{6.2 \cdot 10^{-7} \text{ м}} \right)} $
Проведем вычисления:
$ \frac{1}{\lambda} - \frac{1}{\lambda_{кр}} = \frac{1}{5 \cdot 10^{-7}} - \frac{1}{6.2 \cdot 10^{-7}} = \frac{10^7}{5} - \frac{10^7}{6.2} = 10^7 \left( 0.2 - 0.1613 \right) \approx 0.0387 \cdot 10^7 \text{ м}^{-1} $
$ \frac{2hc}{m_e} = \frac{2 \cdot 6.63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{9.11 \cdot 10^{-31}} = \frac{39.78 \cdot 10^{-26}}{9.11 \cdot 10^{-31}} \approx 4.366 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж} \cdot \text{м}}{\text{кг}} $
$ v_{max} = \sqrt{4.366 \cdot 10^5 \cdot 0.0387 \cdot 10^7} = \sqrt{0.169 \cdot 10^{12}} = \sqrt{16.9 \cdot 10^{10}} $
$ v_{max} \approx 4.11 \cdot 10^5 \text{ м/с} $
Ответ: максимальная скорость фотоэлектронов равна примерно $ 4.11 \cdot 10^5 \text{ 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 11 класс, для упражнения номер 1 расположенного на странице 278 к учебнику серии классический курс 2019 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 №1 (с. 278), авторов: Мякишев (Генадий Яковлевич), Буховцев (Борис Борисович), Чаругин (Виктор Максимович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.