Найти скорость фотоэлектронов при облучении катода светом с длиной волны 400 нм, если красная граница фотоэффекта для материала катода 680 нм. Масса электрона 9,1*10-31 кг.​

Хорошо, я готов выступить в роли вашего школьного учителя и подробно объяснить решение этой задачи.

В данной задаче нам нужно найти скорость фотоэлектронов при облучении катода светом с длиной волны 400 нм, учитывая, что красная граница фотоэффекта для материала катода составляет 680 нм.

Первым шагом в решении этой задачи будет использование формулы для вычисления энергии фотоэлектрона:

E = hc/λ

где E - энергия фотоэлектрона, h - постоянная Планка (6,63 * 10^-34 Дж·с), c - скорость света (3 * 10^8 м/с), λ - длина волны света.

Известно, что длина волны света при облучении катода составляет 400 нм, поэтому можем заменить λ на эту величину в формуле:

E = (6,63 * 10^-34 Дж·с * 3 * 10^8 м/с) / (400 * 10^-9 м)

Выполняем вычисления:

E = 4,97 * 10^-19 Дж

Далее, нам нужно найти кинетическую энергию фотоэлектрона. Кинетическая энергия связана с энергией фотоэлектрона следующим образом:

Eк = E - Ф

где Eк - кинетическая энергия фотоэлектрона, E - энергия фотоэлектрона, Ф - работа выхода из материала катода.

Из условия задачи известно, что красная граница фотоэффекта для материала катода равна 680 нм. Можем использовать формулу для нахождения работы выхода:

Ф = hc/λ

Заменяем λ на красную границу фотоэффекта и выполняем вычисления:

Ф = (6,63 * 10^-34 Дж·с * 3 * 10^8 м/с) / (680 * 10^-9 м)

Ф = 2,92 * 10^-19 Дж

Теперь можем найти кинетическую энергию:

Eк = 4,97 * 10^-19 Дж - 2,92 * 10^-19 Дж

Eк = 2,05 * 10^-19 Дж

Наконец, для нахождения скорости фотоэлектрона мы можем применить формулу для кинетической энергии:

Eк = (1/2)mv^2

где m - масса электрона (9,1 * 10^-31 кг), v - скорость фотоэлектрона.

Найдем скорость:

2,05 * 10^-19 Дж = (1/2) * 9,1 * 10^-31 кг * v^2

Выразив v, получаем:

v = √((2 * 2,05 * 10^-19 Дж) / (9,1 * 10^-31 кг))

Выполняем вычисления:

v ≈ 5,33 * 10^6 м/с

Таким образом, скорость фотоэлектронов при облучении катода светом с длиной волны 400 нм составляет примерно 5,33 * 10^6 м/с.

Я надеюсь, что мое объяснение было понятным и полезным для вас! Если у вас возникли еще вопросы, не стесняйтесь задавать.