Чтобы найти минимальную энергию фотона, вызывающего фотоэффект, необходимо использовать уравнение, связывающее энергию фотона с длиной волны.
Энергия фотона (E) может быть выражена через длину волны (λ) равенством:
\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]
где:
- \( E \) - энергия фотона,
- \( h \) - постоянная Планка (\( 6.626 \times 10^{-34} \) Дж·с),
- \( c \) - скорость света в вакууме (\( 3.00 \times 10^8 \) м/с),
- \( \lambda \) - длина волны в метрах.
Для начала переведем длину волны из нанометров в метры:
\[ \lambda = 552 \text{ нм} = 552 \times 10^{-9} \text{ м} \]
Теперь подставим значения в формулу:
\[ E = \frac{(6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж·с})(3.00 \times 10^8 \text{ м/с})}{552 \times 10^{-9} \text{ м}} \]
Выполнив вычисления:
Рассчитаем числитель: \( 6.626 \times 10^{-34} \times 3.00 \times 10^8 = 1.9878 \times 10^{-25} \) Дж·м.
Теперь поделим на длину волны: \( E = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{552 \times 10^{-9}} \)
Получим: \( E \approx 3.60 \times 10^{-19} \) Дж.
Таким образом, минимальная энергия фотона с длиной волны 552 нанометра, вызывающего фотоэффект, составляет примерно \( 3.60 \times 10^{-19} \) Дж. Это значение важное, поскольку оно показывает, какую минимальную энергию должен иметь фотон, чтобы вызвать выбивание электронов из вещества.