Консультация № 142469
28.08.2008, 09:49
0.00 руб.
0 1 1
На цинковую пластинку падает пучок ультрафиолетовых лучей с длиной волны L=0,2 мкм. Определить максимальную кинетическую энергию (Tmax) и максимальную скорость (Vmax) фотоэлектронов.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
27822
2370
01.09.2008, 11:03
общий
это ответ
Здравствуйте, Doctorche!
Максимальная кинетическая энергия Tмакс фотоэлектрона равна разности между энергией Tф одного фотона падающих лучей и работой выхода Tв электрона из атома материала фотокатода: Tмакс = Tф - Tв (1). Энергия фотона определяется по формуле: Tф = [size=4]h[/size]Пл*c/L (2), где [size=4]h[/size]Пл = 6.62618*10-34 Дж*с - постоянная Планка, c = 2.9979246*108 м/с - скорость света в вакууме. Формула (2) даёт значение Tф в джоулях (а длину волны L надо подставлять в метрах), нам же удобнее работать с величиной Tфэ-в - энергией фотона, выраженной в электрон-вольтах, а длину волны подставлять в микрометрах - мкм. Для перевода надо разделить Tф на e = 1.602189*10-19 Кл - заряд электрона и L в микрометрах умножать на 10-6: Tфэ-в/e = Tф/e (3), или, подставляя значение Tф из (2): Tфэ-в/e = [size=4]h[/size]Пл*c/(L*10-6*e) (4). После подстановки значений и производства вычислений получается (с округлением до 4-х значащих цифр) удобная и легко запоминающаяся формула: Tфэ-в = 1.240/[$955$], где [$955$] - длина волны в мкм. В нашем случае: Tфэ-в = 1.240/0.2 = 6.20 Эв. Для цинка (см. здесь )работа выхода электрона Tв = 4.24 Эв; из (1): Uмакс = 6.20 - 4.24 = 1.96 Эв, где Uмакс - это значение Tмакс, выраженное в Эв. Максимальную скорость Vмакс фотоэлектронов можно получить из уравнения: Uмакс*e = m[sub]e[/sub]*Vмакс2/2 (5), откуда Vмакс = √(2*Uмакс*e/m[sub]e[/sub]), или, поступая так же как с превращением (3) в (4) и переводя значение скорости из м/с в км/с: Vмакс = 593*√(Uмакс) = 593*√(1.96) = 830 км/с. [b]Примечание[/b]: уравнение (5) не учитывает релятивистский эффект; как видим, в этом нет надобности, поскольку Vмакс << c
Форма ответа