Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой еn=-13,6/n2 эв, где n = 1, 2, 3, ... при переходе из состояния е2в состояние е атом испускает фотон. поток таких фотонов падает на поверхность фотокатода. запирающее напряжение для фотоэлектронов, вылетающих с поверхности фотокатода, изал = 7,4 в.какова работа выхода а выхфотоэлектронов с поверхности фотокатода?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Работа выхода электронов с поверхности фотокатода составляет 2,8 эВ. Шаг 1: Расчет энергии излучаемого фотона Энергия фотона Ephcap E sub p h end-sub, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с уровня n2n sub 2 на уровень n1n sub 1, равна разности энергий этих состояний: Eph=E2E1cap E sub p h end-sub equals cap E sub 2 minus cap E sub 1Подставим значения, используя формулу En=13,6n2cap E sub n equals negative the fraction with numerator 13 comma 6 and denominator n squared end-fraction эВ: E1=13,612=-13,6 эВcap E sub 1 equals negative the fraction with numerator 13 comma 6 and denominator 1 squared end-fraction equals negative 13 comma 6 эВ E2=13,622=-3,4 эВcap E sub 2 equals negative the fraction with numerator 13 comma 6 and denominator 2 squared end-fraction equals negative 3 comma 4 эВ Eph=-3,4(-13,6)=10,2 эВcap E sub p h end-sub equals negative 3 comma 4 minus open paren negative 13 comma 6 close paren equals 10 comma 2 эВШаг 2: Определение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов Согласно физическому смыслу запирающего напряжения Uзалcap U sub з а л end-sub, оно численно равно максимальной кинетической энергии вылетающих электронов Kmaxcap K sub m a x end-sub, выраженной в электронвольтах (эВ): Kmax=eUзалcap K sub m a x end-sub equals e center dot cap U sub з а л end-subПо условию Uзал=7,4cap U sub з а л end-sub equals 7 comma 4 В, следовательно: Kmax=7,4 эВcap K sub m a x end-sub equals 7 comma 4 эВШаг 3: Расчет работы выхода Используем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: Eph=Aвых+Kmaxcap E sub p h end-sub equals cap A sub в ы х end-sub plus cap K sub m a x end-subОтсюда выразим работу выхода Aвыхcap A sub в ы х end-sub: Aвых=EphKmaxcap A sub в ы х end-sub equals cap E sub p h end-sub minus cap K sub m a x end-subПодставим вычисленные значения: Aвых=10,27,4=2,8 эВcap A sub в ы х end-sub equals 10 comma 2 minus 7 comma 4 equals 2 comma 8 эВОтвет: Работа выхода электронов с поверхности фотокатода равна 2,8 эВ. Нужно ли перевести полученное значение работы выхода в джоули для системы СИ?

Форма ответа

Ваш аватар