Hvad er den kinetiske energi fra udsendte elektroner, når cæsium udsættes for UV -strålerfrekvens?

Forståelse af den fotoelektriske effekt:

* cesium og UV -lys: Når ultraviolet (UV) lys skinner på en kesiumoverflade, kan nogle af fotonerne i UV -lyset slå elektroner løs fra cæsiumatomerne.

* Arbejdsfunktion: Hvert metal har en bestemt mængde energi, kaldet arbejdsfunktion (φ) , at en elektron skal overvinde for at flygte fra metalens overflade.

* fotonenergi: Energien fra en foton er direkte proportional med dens frekvens (v) og gives af ligningen:

* e =hν hvor 'h' er Plancks konstante (6,63 x 10^-34 j · s).

* kinetisk energi: Den overskydende energi fra fotonen, der ikke bruges til at overvinde arbejdsfunktionen, bliver den kinetiske energi (KE) for det udsendte elektron:

* ke =Hν - φ

trin til beregning af kinetisk energi:

1. Identificer UV -frekvensen (v): Du har brug for den specifikke frekvens af UV -lyset, der bruges til at belyse cæsiumet.

2. Find arbejdsfunktionen (φ) på cæsium: Kesiumets arbejdsfunktion er ca. 2,14 eV (elektronvolt). Det kan være nødvendigt at konvertere dette til Joules (1 eV =1.602 x 10^-19 j).

3. Beregn fotonenergi (E): Brug ligningen E =Hν, hvor H er Plancks konstante.

4. Beregn kinetisk energi (KE): Brug ligningen Ke =Hν - φ.

Eksempel:

Lad os sige, at UV -lyset har en frekvens på 1,5 x 10^15 Hz.

1. frekvens (v): 1,5 x 10^15 Hz

2. Arbejdsfunktion (φ): 2,14 eV =2,14 x 1,602 x 10^-19 J

3. fotonenergi (E): E =(6,63 x 10^-34 j · s) * (1,5 x 10^15 Hz) =9,945 x 10^-19 j

4. kinetisk energi (KE): Ke =(9,945 x 10^-19 J)-(2,14 x 1,602 x 10^-19 j) =6,39 x 10^-19 j

Vigtige noter:

* Den kinetiske energi fra udsendte elektroner vil variere afhængigt af hyppigheden af ​​det anvendte UV -lys. Lys med højere frekvens vil resultere i højere kinetiske energilektroner.

* Den fotoelektriske effekt er et rent kvantefænomen og kan ikke forklares med klassisk fysik.

Fortæl mig, hvis du har en specifik UV -frekvens, du gerne vil bruge i beregningen!