решите

Для решения задачи по фотоэффекту нам нужно применить известные нам формулы из физики:

Задача 19.64:

Дано:

• Работа выхода металла \( A = 3.3 \times 10^{-19} \) Дж
• Длина волны света \( \lambda = 5 \times 10^{-7} \) м

Найти: Будет ли наблюдаться фотоэффект?

Решение:

1. Формула для расчёта энергии фотона:

\[ E = \frac{hc}{\lambda} \]

где:
\( h \) — постоянная Планка (\( 6.63 \times 10^{-34} \) Дж·с),
\( c \) — скорость света (\( 3 \times 10^8 \) м/с),
\( \lambda \) — длина волны.

2. Подставим значения в формулу:

\[ E = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{5 \times 10^{-7}} \]

3. Посчитаем:

\[ E = \frac{19.89 \times 10^{-26}}{5 \times 10^{-7}} = 3.978 \times 10^{-19} \text{ Дж} \]

4. Сравниваем энергию фотона с работой выхода:

Поскольку \( E = 3.978 \times 10^{-19} \) Дж больше, чем \( A = 3.3 \times 10^{-19} \) Дж, фотоэффект будет наблюдаться.

Задача 19.65:

Дано:

• Красная граница фотоэффекта \( \lambda = 2200 \) Å

Найти: Массу фотона, вызывающего фотоэффект.

Решение:

1. Красная граница фотоэффекта:

Преобразуем ангстремы в метры:
\( \lambda = 2200 \) Å = \( 2200 \times 10^{-10} \) м = \( 2.2 \times 10^{-7} \) м

2. Энергия фотона при красной границе:

\[ E = \frac{hc}{\lambda} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{2.2 \times 10^{-7}} \]

3. Посчитаем:

\[ E = \frac{19.89 \times 10^{-26}}{2.2 \times 10^{-7}} = 9.045 \times 10^{-19} \text{ Дж} \]

4. Масса фотона:
   Часто считается, что фотон не имеет массы. Однако для расчета эффективной массы с использованием энергии и эквивалентности массы и энергии (\( E = mc^2 \)):

\[ m = \frac{E}{c^2} = \frac{9.045 \times 10^{-19}}{(3 \times 10^8)^2} \]

5. Вывод:

\[ m = 1.005 \times 10^{-36} \text{ кг} \]

Рассчитали эквивалентную массу для описательных целей. В реальности, фотон имеет нулевую массу покоя.