Физика. Задача. Заплачу 100 рублей ой частоты свет следует направить на поверхность платины чтобы максимальная скорость 3000 км/с работа выхода из платины 5,3
где E<em>кинE<em>{\text{кин}}E<em>кин - кинетическая энергия электрона, E</em>падE</em>{\text{пад}}E</em>пад - энергия падающего фотона с частотой fff и скоростью света ccc, Φ\PhiΦ - работа выхода из платины.
Мы знаем, что максимальная скорость электрона составляет 3000 км/c, что равно 310^6 м/c. Это значит, что кинетическая энергия электрона равна Eкин=12mv2=12m(3</em>106)2E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} m (3</em>10^6)^2Eкин=21mv2=21m(3</em>106)2.
Также известно, что работа выхода из платины составляет 5,3 эВ. Это равно 5,3<em>1,6</em>10−195,3 <em> 1,6 </em> 10^{-19}5,3<em>1,6</em>10−19 Дж.
Теперь мы можем записать уравнение для фотоэффекта:
hf=Eкин+Φh f = E_{\text{кин}} + \Phihf=Eкин+Φ,
где hhh - постоянная Планка, fff - частота света.
Подставляем известные значения:
hf=12m(3<em>106)2+5,3</em>1,6∗10−19h f = \frac{1}{2} m (3<em>10^6)^2 + 5,3 </em> 1,6 * 10^{-19}hf=21m(3<em>106)2+5,3</em>1,6∗10−19,
hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19h f = 4,5<em>10^{-15} + 8,48</em>10^{-19}hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19,
hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19h f = 4,5<em>10^{-15} + 8,48</em>10^{-19}hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19,
hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19h f = 4,5<em>10^{-15} + 8,48</em>10^{-19}hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19,
hf=4,507302∗10−15Jh f = 4,507302*10^{-15} Jhf=4,507302∗10−15J.
Таким образом, чтобы максимальная скорость электрона на поверхности платины была 3000 км/c, частота света должна составлять примерно 6,8∗10186,8*10^{18}6,8∗1018 Гц.
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу фотоэффекта:
E<em>кин=E</em>пад−ΦE<em>{\text{кин}} = E</em>{\text{пад}} - \PhiE<em>кин=E</em>пад−Φ,
где E<em>кинE<em>{\text{кин}}E<em>кин - кинетическая энергия электрона, E</em>падE</em>{\text{пад}}E</em>пад - энергия падающего фотона с частотой fff и скоростью света ccc, Φ\PhiΦ - работа выхода из платины.
Мы знаем, что максимальная скорость электрона составляет 3000 км/c, что равно 310^6 м/c. Это значит, что кинетическая энергия электрона равна Eкин=12mv2=12m(3</em>106)2E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} m (3</em>10^6)^2Eкин =21 mv2=21 m(3</em>106)2.
Также известно, что работа выхода из платины составляет 5,3 эВ. Это равно 5,3<em>1,6</em>10−195,3 <em> 1,6 </em> 10^{-19}5,3<em>1,6</em>10−19 Дж.
Теперь мы можем записать уравнение для фотоэффекта:
hf=Eкин+Φh f = E_{\text{кин}} + \Phihf=Eкин +Φ,
где hhh - постоянная Планка, fff - частота света.
Подставляем известные значения:
hf=12m(3<em>106)2+5,3</em>1,6∗10−19h f = \frac{1}{2} m (3<em>10^6)^2 + 5,3 </em> 1,6 * 10^{-19}hf=21 m(3<em>106)2+5,3</em>1,6∗10−19,
hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19h f = 4,5<em>10^{-15} + 8,48</em>10^{-19}hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19,
hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19h f = 4,5<em>10^{-15} + 8,48</em>10^{-19}hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19,
hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19h f = 4,5<em>10^{-15} + 8,48</em>10^{-19}hf=4,5<em>10−15+8,48</em>10−19,
hf=4,507302∗10−15Jh f = 4,507302*10^{-15} Jhf=4,507302∗10−15J.
Теперь нужно найти частоту света fff:
f=4,507302<em>10−156,626</em>10−34f = \frac{4,507302<em>10^{-15}}{6,626</em>10^{-34}}f=6,626</em>10−344,507302<em>10−15 ,
f=6,8∗1018Гцf = 6,8*10^{18} Гцf=6,8∗1018Гц.
Таким образом, чтобы максимальная скорость электрона на поверхности платины была 3000 км/c, частота света должна составлять примерно 6,8∗10186,8*10^{18}6,8∗1018 Гц.