Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона при облучении платины светом с длиной волны 320 нм. красная граница фотоэффекта для платины 5,3эВ

Для решения задачи, давайте используем формулу для максимальной кинетической энергии фотоэлектронов при фотоэффекте, которая выражается следующим образом: \[ K = h \cdot f - W \] где: - \( K \) — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, - \( h \) — постоянная Планка (\( h \approx 6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с} \)), - \( f \) — частота света, - \( W \) — работа выхода (красная граница фотоэффекта) в джоулях. ### Шаг 1: Переведем длину волны в частоту Частота \( f \) связана с длиной волны \( \lambda \) следующим образом: \[ f = \frac{c}{\lambda} \] где: - \( c \) — скорость света (\( c \approx 3 \times 10^8 \, \text{м/с} \)), - \( \lambda \) — длина волны (в метрах). Длина волны в нашей задаче равна \( 320 \, \text{нм} = 320 \times 10^{-9} \, \text{м} \). Подставим это значение: \[ f = \frac{3 \times 10^8 \, \text{м/с}}{320 \times 10^{-9} \, \text{м}} \approx 9.375 \times 10^{14} \, \text{Гц} \] ### Шаг 2: Найдем энергию фотона Энергия фотона (\( E \)) связана с частотой следующим образом: \[ E = h \cdot f \] Подставляем значения: \[ E = (6.626 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}) \cdot (9.375 \times 10^{14} \, \text{Гц}) \approx 6.21 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \] ### Шаг 3: Переведем работу выхода в джоули Работа выхода для платины равна \( 5.3 \, \text{эВ} \). Переведем это значение в джоули. Используем соотношение \( 1 \, \text{эВ} = 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \): \[ W = 5.3 \, \text{эВ} \cdot (1.6 \times 10^{-19} \, \text{Дж/эВ}) \approx 8.48 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \] ### Шаг 4: Рассчитаем максимальную кинетическую энергию Теперь подставим найденные значения в формулу для максимальной кинетической энергии: \[ K = E - W \] \[ K = (6.21 \times 10^{-19} \, \text{Дж}) - (8.48 \times 10^{-19} \, \text{Дж}) \approx -2.27 \times 10^{-19} \, \text{Дж} \] Так как максимальная кинетическая энергия получилась отрицательной, это значит, что длина волны света (320 нм) недостаточна для выбивания электронов из платины. Энергия фотона меньше работы выхода. Таким образом, фотоэффект в этом случае не будет происходить. ### Итог Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов \( K \) равна 0, так как длина волны 320 нм не превышает минимально необходимую длину волны для платины, и электроны не будут выбиваться.