Номер 3, страница 48 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Фотоэффект, т. е. свойство металлов испускать электроны под действием лучей света, характерен для щелочных металлов, например для цезия. Почему? Где это свойство находит применение?

Почему фотоэффект характерен для щелочных металлов, например для цезия?
Фотоэффект — это явление испускания электронов веществом под действием света. Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, энергия падающего фотона ($h\nu$) расходуется на совершение работы выхода электрона из металла ($A_{вых}$) и на сообщение ему кинетической энергии ($E_к$): $h\nu = A_{вых} + E_к$
Явление возможно только при условии, что энергия фотона не меньше работы выхода: $h\nu \ge A_{вых}$.
Работа выхода — это минимальная энергия, которую необходимо сообщить электрону, чтобы он покинул поверхность металла. Эта величина зависит от химической природы металла.
Щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий, цезий) имеют на внешней электронной оболочке всего один валентный электрон. Этот электрон слабо связан с ядром из-за большого атомного радиуса и эффекта экранирования внутренними электронными слоями. Вследствие этого щелочные металлы обладают очень низкой работой выхода по сравнению с другими металлами.
В ряду щелочных металлов от лития к цезию атомный радиус увеличивается, связь валентного электрона с ядром ослабевает, и работа выхода уменьшается. У цезия одна из самых низких работ выхода среди всех стабильных металлов.
Из-за низкой работы выхода для инициирования фотоэффекта в щелочных металлах достаточно энергии фотонов видимого света, в то время как для большинства других металлов требуется более энергетическое ультрафиолетовое излучение.
Ответ: Фотоэффект характерен для щелочных металлов, так как они обладают очень низкой работой выхода электронов. Это обусловлено наличием всего одного слабо связанного с ядром валентного электрона. Поэтому для вырывания электрона из их поверхности достаточно энергии фотонов видимого света, что делает их идеальными материалами для фотокатодов.

Где это свойство находит применение?
Свойство металлов испускать электроны под действием света (внешний фотоэффект) лежит в основе работы устройств, преобразующих световую энергию в электрическую. Основные области применения:
1. Вакуумные фотоэлементы. Они используются в системах автоматики и телемеханики (например, для автоматического включения/выключения уличного освещения, в турникетах метро, в охранной сигнализации), в фотометрии для измерения интенсивности света, а также в звуковом кино для воспроизведения звука с оптической дорожки на кинопленке.
2. Фотоэлектронные умножители (ФЭУ). Это приборы для регистрации очень слабых световых потоков, вплоть до отдельных фотонов. Они применяются в научных исследованиях (ядерная физика, астрономия), в медицинском оборудовании (например, в сцинтилляционных счетчиках).
3. Приборы ночного видения и электронно-оптические преобразователи. В них невидимое для глаза инфракрасное излучение от объектов преобразуется в видимое изображение на экране.
Ответ: Фотоэффект используется в вакуумных фотоэлементах и фотоэлектронных умножителях. Эти приборы находят применение в системах автоматики (датчики света, охранные системы), в фотометрии, для считывания звука с кинопленки, в научных приборах для регистрации слабого излучения, а также в приборах ночного видения.