Фотоны, имеющие энергию 6 эВ, выбивают электроны с поверхности металла. Работа выхода электрона из металла равна 5,3 эВ. Какой импульс приобретают электроны при вылете из металла? 1 эВ = 1,6 ∙10-19Дж. Масса электрона 9,1∙10-31 кг.
Для определения импульса электрона при выходе из металла воспользуемся законом сохранения энергии. Энергия фотона должна быть равна сумме энергии вылетевшего электрона и его кинетической энергии:
Eф = Eэ + K
где Eф - энергия фотона, Eэ - работа выхода, K - кинетическая энергия электрона.
Для определения импульса электрона при выходе из металла воспользуемся законом сохранения энергии. Энергия фотона должна быть равна сумме энергии вылетевшего электрона и его кинетической энергии:
Eф = Eэ + K
где Eф - энергия фотона, Eэ - работа выхода, K - кинетическая энергия электрона.
Подставим известные значения:
6 эВ = 5,3 эВ + K
K = 6 эВ - 5,3 эВ = 0,7 эВ = 0,7 1,6 10^-19 Дж = 1,12 * 10^-19 Дж
Теперь найдем скорость вылетевшего электрона, используя формулу для кинетической энергии:
K = (1/2)mv^2
1,12 10^-19 = (1/2) 9,1 10^-31 v^2
v^2 = (2 1,12 10^-19) / (9,1 10^-31) = 2,48 10^12
v = √(2,48 10^12) = 1,57 10^6 м/с
Наконец, чтобы найти импульс электрона, умножим его массу на скорость:
p = mv = 9,1 10^-31 1,57 10^6 = 1,43 10^-24 кг*м/с.
Итак, импульс вылетевшего электрона равен 1,43 10^-24 кгм/с.