Номер 3, страница 219 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 51. Фотоэффект. Вопросы для самопроверки - номер 3, страница 219.

Условие.

3. Как можно объяснить процесс вырывания электронов с поверхности металла с позиций волновой теории света?

Решение.

Решение

С точки зрения классической волновой теории, свет — это электромагнитная волна, энергия которой распределена непрерывно по всему фронту волны. Процесс вырывания электронов с поверхности металла (фотоэффект) в рамках этой теории объясняется следующим образом:

1. Падающая на металл световая волна своим переменным электрическим полем действует на электроны внутри металла, заставляя их совершать вынужденные колебания.

2. Энергия волны передается электронам постепенно и непрерывно. Скорость поглощения энергии электроном зависит от интенсивности (яркости) света: чем интенсивнее свет, тем больше амплитуда колебаний электрического поля и тем больше энергии передается электрону в единицу времени.

3. Электрон накапливает энергию до тех пор, пока его энергия не станет достаточной для преодоления сил, удерживающих его в металле. Минимальная энергия, необходимая для этого, называется работой выхода ($A_{вых}$). Когда накопленная энергия достигает или превышает работу выхода, электрон покидает поверхность металла.

Таким образом, волновая теория предсказывала, что:

• Кинетическая энергия вырванных электронов должна расти с увеличением интенсивности падающего света.
• Фотоэффект должен происходить при любой частоте света, если его интенсивность достаточно велика, чтобы электрон со временем смог накопить энергию, равную работе выхода.
• При освещении металла светом низкой интенсивности должен наблюдаться временной лаг (задержка) между началом освещения и вылетом первых электронов, так как им требуется время для накопления энергии.

Важно отметить, что эти выводы волновой теории оказались в противоречии с экспериментальными данными, что привело к развитию квантовой теории света.

Ответ: С позиций волновой теории света, процесс вырывания электронов объясняется как результат постепенного накопления электроном энергии от непрерывной электромагнитной волны. Электрическое поле волны вызывает колебания электронов, и со временем, когда накопленная энергия превышает работу выхода ($A_{вых}$), электрон вылетает с поверхности металла. Эта модель предполагает, что энергия вылетающих электронов зависит от интенсивности света, и фотоэффект возможен при любой частоте, но с некоторой временной задержкой.