Фотоэффект: кинетическая энергия электронов

В этой статье мы вычислим как работу выхода, так и кинетическую энергию электронов, определим их скорость и импульс.

Задача 1. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из рубидия при его освещении ультрафиолетовыми лучами с длиной волны м‚ Дж. Определить работу выхода электронов из рубидия и красную границу фотоэффекта.

Определим работу выхода:

В электронвольтах это

Красная граница фотоэффекта:

Ответ: Дж, или 2,14 эВ, нм.
Задача 2. Серебряную пластинку освещают светом с частотой Гц.  Гц. Найти максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.

Работа выхода электронов из серебра равна .

Тогда

Ответ: Дж, или 4 эВ.

Задача 3. Вольфрамовую пластину освещают светом с длиной волны . Найти максимальный импульс вылетающих из пластины электронов.

Тогда скорость электронов равна

А импульс тогда равен (работа выхода для вольфрама )

Ответ: кг м/с.

Задача 4. Пластину освещают монохроматическим излучением с длиной волны . Известно, что наибольшее значение импульса, передаваемого пластине одним фотоэлектроном, равно кгм/с. Определить работу выхода электрона из вещества пластины.

Импульс равен , поэтому

Ответ: Дж, или 3,6 эВ.

Задача 5. Какой скоростью обладают электроны, вырванные с поверхности натрия, при облучении его светом, частота которого Гц? Определить наибольшую длину волны излучения, вызывающего фотоэффект.

Наибольшая длина волны – это красная граница фотоэффекта. Работа выхода для натрия равна . Поэтому

Теперь определим скорость электронов:

Тогда скорость электронов равна

Ответ: нм, м/с.
Задача 6. Максимальная скорость фотоэлектронов, вырванных с поверхности меди при фотоэффекте м /с. Определить частоту света, вызывающего фотоэффект.

Работа выхода для меди равна .

Ответ: Гц.

Задача 7. На металлическую пластину, красная граница фотоэффекта для которой мкм, падает фотон с длиной волны мкм. Во сколько раз скорость фотона больше скорости фотоэлектрона?

Скорость фотоэлектрона равна

Скорость фотона – скорость света. Найдем отношение скоростей:

Ответ: в 642 раза.