Hvis hyppigheden af ultraviolet lys er 2,53 x 10 effekt -7 Plancks konstant 6,63 -34 og arbejdsfunktion 3.6EV Hvilken maksimal kinetisk energi?

Lad os nedbryde, hvordan man beregner den maksimale kinetiske energi af en elektron, der udsendes fra en metaloverflade, når de er oplyst med ultraviolet lys. Her er forklaringen og beregningen:

forståelse af koncepterne

* Fotoelektrisk effekt: Dette fænomen beskriver emissionen af elektroner fra et materiale, når lys skinner på det. Lysets energi absorberes af elektronerne, som derefter kan flygte fra materialet.

* Arbejdsfunktion (φ): Dette er den minimale energi, der kræves for at fjerne et elektron fra overfladen af et materiale.

* Plancks konstant (h): En grundlæggende konstant i kvantemekanik, der vedrører en foton energi til dens frekvens.

* frekvens (v): Antallet af lysbølger, der passerer et punkt på et givet tidspunkt.

* kinetisk energi (KE): Den energi, som en elektron har på grund af dens bevægelse.

Ligningen

Forholdet mellem disse koncepter er givet af følgende ligning:

Ke =Hν - φ

Hvor:

* KE er den maksimale kinetiske energi fra de udsendte elektroner.

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

* v er frekvensen af lyset (2,53 x 10^-7 Hz).

* Φ er arbejdsfunktionen (3.6 eV, som skal konverteres til Joules).

Beregninger

1. Konverter arbejdsfunktionen til joules:

* 1 eV =1.602 x 10^-19 j

* Φ =3,6 eV * (1.602 x 10^-19 j/eV) =5,767 x 10^-19 j

2. Beregn energien fra fotonen (Hν):

* hν =(6,63 x 10^-34 J · s) * (2,53 x 10^-7 Hz) =1,68 x 10^-31 J

3. Beregn den maksimale kinetiske energi (KE):

* Ke =hν - φ

* Ke =(1,68 x 10^-31 j)-(5,767 x 10^-19 j)

* Ke =-5,765 x 10^-19 j

Resultat:

Den maksimale kinetiske energi fra de udsendte elektroner er -5,765 x 10^-19 j . En negativ kinetisk energi er ikke fysisk mulig. Dette indikerer, at energien fra det ultraviolette lys ikke er tilstrækkelig til at overvinde materialets arbejdsfunktion, hvilket betyder, at der ikke vil blive udsendt nogen elektroner.

Vigtig note: Hyppigheden af ultraviolet lys er typisk meget højere end 2,53 x 10^-7 Hz. Denne værdi er sandsynligvis forkert. Kontroller venligst de givne oplysninger.