Пожалуйста, вот текст: Найдите кинетическую энергию электронов, выбиваемых с поверхности вольфрама при облучении светом с длиной волны 200 нм, если работа выхода вольфрама составляет 4,5 электронвольт.
Подробный ответ:
Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Кинетическая энергия электронов, вырываемых из поверхности вольфрама светом, равна разнице между энергией фотонов света и работой выхода.
-
Сначала найдем энергию фотонов света с данной длиной волны. Используем формулу:
E=hcλE = frac{hc}{lambda}
Где:
- EE — энергия фотонов (в джоулях),
- hh — постоянная Планка (6.626×10−346.626 times 10^{-34} Дж·с),
- cc — скорость света (3.00×1083.00 times 10^8 м/с),
- λlambda — длина волны света (в метрах).
В данном случае, длина волны света λ=200lambda = 200 нм, что равно 2.0×10−72.0 times 10^{-7} метра.
Подставим значения и рассчитаем энергию фотонов:
E=(6.626×10−34 Джcdotpс)⋅(3.00×108 м/с)2.0×10−7 мE = frac{(6.626 times 10^{-34} , text{Дж·с}) cdot (3.00 times 10^8 , text{м/с})}{2.0 times 10^{-7} , text{м}}
E≈9.939×10−19 ДжE approx 9.939 times 10^{-19} , text{Дж}
-
Теперь мы знаем энергию фотонов, которая вырывает электроны из вольфрама. Чтобы найти кинетическую энергию электронов (KK), вырываемых из вольфрама, нужно вычесть работу выхода (WW) из этой энергии:
K=E−WK = E — W
Где:
- KK — кинетическая энергия электронов (в джоулях),
- EE — энергия фотонов (рассчитанная на предыдущем шаге),
- WW — работа выхода вольфрама (дано, равно 4,5 эВ).
Чтобы перевести работу выхода из электронвольтов в джоули, воспользуемся следующим преобразованием:
1 эВ=1.602×10−19 Дж1 , text{эВ} = 1.602 times 10^{-19} , text{Дж}
Теперь вычислим кинетическую энергию:
K=9.939×10−19 Дж−(4.5 эВ)⋅(1.602×10−19 Дж/эВ)K = 9.939 times 10^{-19} , text{Дж} — (4.5 , text{эВ}) cdot (1.602 times 10^{-19} , text{Дж/эВ})
K≈9.939×10−19 Дж−7.209×10−19 ДжK approx 9.939 times 10^{-19} , text{Дж} — 7.209 times 10^{-19} , text{Дж}
K≈2.73×10−19 ДжK approx 2.73 times 10^{-19} , text{Дж}
Таким образом, кинетическая энергия электронов, выбиваемых из поверхности вольфрама при облучении светом с длиной волны 200 нм и работой выхода 4,5 эВ, составляет примерно 2.73×10−192.73 times 10^{-19} джоулей.