Question

Ile powinna wynosić praca wyjścia elektronu, by światło widzialne wywołało zjawisko fotoelektryczne? Długości fal dla światła zawierają się w granicach od 380 nm do 780 nm.

Answer 1

3.4
1. Sprawdzasz, która część widma widzialnego ma mniejszą energię, a konkretnie częstotliwość (podpowiem: większa długość fali, czyli promieniowanie czerwone)
2. Wstawiasz dane do wzoru dla zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego, przy czym szukasz energii minimalnej, czyli po wybiciu z płytki metalowej elektron staje się elektronem swobodnym, a to oznacza, że nie ma energii kinetycznej. Masz zatem wzór:
E{f}=W + E{k}
gdzie:
E{f} --- energia fotonu (światła)
W --- praca wyjścia
E{k} --- energia kinetyczna

oraz E{k}=0[J]

To upraszcza wzór do postaci:
E{f}=W

energię fotonu możesz wyrazić wzorem:
E{f}=h*v

gdzie
h --- stała Planck'a
v --- częstotliwość fali promieniowania elektromagnetycznego (tę obliczysz znając długość fali światła):
λ=c/v ---> v=c/λ
gdzie
c --- prędkość światła w próżni
λ --- długość fali (w metrach!)

Idźmy do zadania:
Dane:
λ{1}=380[nm]=380*10^(-9)[m]=3,8*10^(-7)[m] ---- początek zakresu długości fali dla promieniowania widzialnego
λ{2}=780[nm]=780*10^(-9)[m]=7,8*10^(-7)[m] ---- koniec zakresu długości fali dla promieniowania widzialnego
c=3*10^8[m/s] --- prędkość rozchodzeni się światła w próżni
h= 6,6*10^(-34)[Js] --- stała Planck'a

Szukane:
W=? --- praca wyjścia

Szukamy mniejszej częstotliwości (pamiętaj wzór h*v, co oznacza, że im ,mniejsza częstotliwość tym mniejsza energia)
v{1}=c/λ{1}=(3*10^8)/(3,8*10^(-7))=7,89*10^14[Hz]
v{2}=c/λ{2}=(3*10^8)/(7,8*10^(-7))=3,85*10^14[Hz]
v{1} > v{2} ----> v{2} częstotliwość światła czerwonego, dla nas interesująca

E{f}=W
h*v=W
W=h*v=h*v{2}=6,6*10^(-34)*3,85*10^14=2,541*10^(-19)[J]

. Na drugie zadanie brakło mi już czasu :(