Hvis molybdæn er bestrålet med lys af en bølgelængde 122 nm, hvad udsendes den maksimale mulige kinetiske energi elektroner?

1. Forstå den fotoelektriske effekt

Den fotoelektriske effekt beskriver emissionen af ​​elektroner fra en metaloverflade, når lys skinner på den. De vigtigste koncepter er:

* Arbejdsfunktion (φ): Den minimale energi, der kræves for at fjerne et elektron fra overfladen af ​​et metal. Dette er en karakteristisk egenskab ved metallet.

* fotonenergi (e): Energien bæres af en enkelt foton af lys. Det beregnes ved hjælp af ligningen:E =hc/λ, hvor:

* H er Plancks konstant (6,63 x 10^-34 j · s)

* C er lysets hastighed (3 x 10^8 m/s)

* λ er bølgelængden af ​​lys (i meter)

* kinetisk energi (KE): Den maksimale kinetiske energi fra de udsendte elektroner.

2. Beregn fotonenergien

* Konverter bølgelængden fra nanometre til meter:122 nm =122 x 10^-9 m

* Beregn fotonenergien:

* E =(6,63 x 10^-34 j · s) * (3 x 10^8 m / s) / (122 x 10^-9 m)

* E ≈ 1,63 x 10^-18 j

3. Bestem arbejdsfunktionen af ​​molybdæn

Du skal slå op arbejdsfunktionen af ​​molybdæn. Det er typisk omkring 4,2 eV (elektron volt).

* Konverter arbejdsfunktionen til Joules:4.2 eV * (1.602 x 10^-19 j/eV) ≈ 6,73 x 10^-19 j

4. Beregn den maksimale kinetiske energi

Den maksimale kinetiske energi fra de udsendte elektroner er forskellen mellem fotonenergien og arbejdsfunktionen:

* Ke =e - φ

* Ke ≈ (1,63 x 10^-18 j)-(6,73 x 10^-19 j)

* Ke ≈ 9,57 x 10^-19 j

Derfor er den maksimale mulige kinetiske energi fra de udsendte elektroner ca. 9,57 x 10^-19 j.