Квадратная металлическая пластинка находится в электрическом поле напряжённости E = 1,65 В/м. Если пластинку облучают светом длиныволны лямда1 = 500нм, то электроны удаляются на максимальное расстояние x 1 от нее. Если пластинку облучать светом с длиной волнылямда2 = 60Онм , то электроны удаляются на максимальное расстояние х 2. На сколько см различаются эти расстояния?Постоянную Планка принять равной h = 6,6 -10^-34 дж-с , скорость света с =3-10^8 м/с , модуль заряда электрона в == 1,6-10^-19 Кл. . Ответзаписать в СМ.
Для нахождения разности этих расстояний необходимо воспользоваться формулой энергии фотоэффекта:
hv = Ek + W
где h - постоянная Планка, v - частота света, Ek - кинетическая энергия вылетающего электрона, W - работа выхода электрона из металла.
Энергия фотона излучения светлой волны: E1 = hv1 = 6,6 10^-34 3 10^8 / 500 10^-9 = 3,96 * 10^-19 Дж
Энергия фотона излучения ультрафиолетовой волны: E2 = hv2 = 6,6 10^-34 3 10^8 / 60 10^-9 = 5,5 * 10^-18 Дж
По формуле для кинетической энергии электрона:
Ek = hf - W
для длины волны 500нм: Ek1 = hf1 - W, где W - работа выхода электрона
для длины волны 60 нм: Ek2 = hf2 - W
I. Для длины волны 500 нм:
E1 = Ek1 + W
3,96 * 10^-19 = Ek1 + W
Ek1 = 3,96 * 10^-19 - W
II. Для длины волны 60 нм:
5,5 * 10^-18 = Ek2 + W
Ek2 = 5,5 * 10^-18 - W
Обозначим разность удаляемых электроном расстояний как Δx:
Δx = (1/2m)(v2^2 - v1^2)
где m - масса электрона.
Теперь выразим скорость вылетающего электрона через его кинетическую энергию:
v = sqrt((2Ek) / m)
Теперь можем подставить значения и вычислить разницу расстояний Δx.