Конечно, давайте разберем задачу по шагам. Я предполагаю, что речь идет о фотоэлектрическом эффекте, и нам нужно определить максимальную скорость выбитых электронов из металла под действием ультрафиолетового излучения.
Дано:
- Длина волны излучения: \(\lambda = 245\,\textнм = 245 \times 10^{-9}\,м\)
- Работа выхода металла: \(A = 2,3\,эВ\)
- Задача: найти максимальную скорость выбитых фотоэлектронов.
Шаг 1. Определение энергии фотона
Энергия фотона определяется по формуле:
\[ E_{фотона} = \frac{hc}{\lambda} \]
где:
- \(h = 6,626 \times 10^{-34}\,Дж\cdotс\) — постоянная Планка,
- \(c = 3 \times 10^8\,м/с\) — скорость света.
Переведем энергию из джоулей в электронвольты (1 эВ = \(1,602 \times 10^{-19}\,Дж\)).
Расчет:
\[ E_{фотона} = \frac{6,626 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{245 \times 10^{-9}} = \frac{1,9878 \times 10^{-25}}{2,45 \times 10^{-7}} \approx 8,11 \times 10^{-19}\,Дж \]
Перевод в эВ:
\[ E_{фотона} = \frac{8,11 \times 10^{-19}}{1,602 \times 10^{-19}} \approx 5,07\,эВ \]
Шаг 2. Определение кинетической энергии выбитых электронов
Максимальная кинетическая энергия электрона после выбития:
\[ K_{max} = E_{фотона} - A \]
Подставим значения:
\[ K_{max} = 5,07\,эВ - 2,3\,эВ = 2,77\,эВ \]
Шаг 3. Вычисление максимальной скорости фотоэлектронов
Кинетическая энергия электрона связана с его скоростью:
\[ K_{max} = \frac{1}{2} m_e v_{max}^2 \]
где:
- \(m_e = 9,11 \times 10^{-31}\,кг\) — масса электрона,
- \(K_{max}\) в джоулях: \(K_{max} = 2,77\,эВ \times 1,602 \times 10^{-19}\,Дж/эВ \approx 4,44 \times 10^{-19}\,Дж\).
Рассчитаем \(v_{max}\):
\[ v_{max} = \sqrt{\frac{2 K_{max}}{m_e}} = \sqrt{\frac{2 \times 4,44 \times 10^{-19}}{9,11 \times 10^{-31}}} \]
\[ v_{max} = \sqrt{\frac{8,88 \times 10^{-19}}{9,11 \times 10^{-31}}} \approx \sqrt{9,75 \times 10^{11}} \approx 3,12 \times 10^{5}\,\м/с \]
Итог:
Максимальная скорость вылета фотоэлектронов из металла составляет примерно \(\boxed{3,1 \times 10^5\, м/с}\).
Если нужны дополнительные пояснения или помощь, скажите!