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: Вычисление энергии испущенного фотона Согласно постулатам Бора, энергия фотона Ephcap E sub p h end-sub, испускаемого при переходе электрона с одного энергетического уровня на другой, равна разности энергий этих уровней. В данной задаче переход происходит из состояния n=2n equals 2 в состояние n=1n equals 1. 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: Eph=13,622(13,612)=-3,4+13,6=10,2 эВcap E sub p h end-sub equals negative the fraction with numerator 13 comma 6 and denominator 2 squared end-fraction minus open paren negative the fraction with numerator 13 comma 6 and denominator 1 squared end-fraction close paren equals negative 3 comma 4 plus 13 comma 6 equals 10 comma 2 эВ ️ Шаг 2: Определение максимальной кинетической энергии фотоэлектронов Запирающее напряжение U3алcap U sub 3 а л end-sub связано с максимальной кинетической энергией фотоэлектронов Kmaxcap K sub m a x end-sub следующим соотношением: Kmax=eU3алcap K sub m a x end-sub equals e center dot cap U sub 3 а л end-subТак как запирающее напряжение дано в вольтах ( 7,47 comma 4 В), кинетическая энергия в электрон-вольтах (эВ) будет численно ему равна: Kmax=7,4 эВcap K sub m a x end-sub equals 7 comma 4 эВ️ Шаг 3: Нахождение работы выхода через уравнение Эйнштейна Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта связывает энергию падающего фотона, работу выхода Aвыхcap A sub в ы х end-sub и максимальную кинетическую энергию электронов: 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: 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 полученные ранее 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 эВ Ответ: Работа выхода фотоэлектронов с поверхности фотокатода составляет 2,8 эВ. Уточните, требуется ли перевести итоговое значение работы выхода из электрон-вольт в джоули?

Форма ответа

Ваш аватар