Question

Zadanie dotyczace fotonów, wynik wychodzi zly wiec chce spr co źle robie;]

Oblicz, ile fotonow o dl. fali 560nm musi w czasie 1s padac na siatkowke oka czlowieka, aby wywolac wrazenie swiatla. Czulosc oka ludzkiego na fale o tej dl. wynosi 1,7 * 10⁻¹⁸ W.

I zad dotyczące elektronów wybijanych w wyniku zjawiska fotoelektrycznego:

E⁻ wybity z pow metalu przez promieniowanie ma energie kinetyczna rowna 1eV. Praca wyjscia e⁻ z tego metalu wynosi 3,5 eV. Oblicz dl. fali promieniowania padajacego na ten metal.

Wiadomo, te ktore bedzie najlepsze uznam za najlepsze;p
powodzenia

Answer 1

Ad 1.
dane:
λ = 560 nm = 5,6 * 10⁻⁷ m
P0 = 1,7 * 10⁻¹⁸ W
t = 1 s
h = 6,63 * 10⁻³⁴ J*s
c = 3 * 10⁸ m/s

szukane:
N = ?

Moc padającego promieniowania, P = Ecałk/t, musi być co najmniej równa czułości oka, P0:
P = Ecałk/t = P0 (*)
Całkowita energia promieniowania, Ecałk, równa jest iloczynowi liczby fotonów, N, i energii pojedynczego fotonu, h*f:
Ecałk = N * h * f
gdzie f = c/λ jest częstotliwością padającego światła
Ecałk = N * h * c / λ

Podstawiając do (*), dostajemy:
P0 = (N * h * c)/(λ * t)

stąd - po przemnozeniu obu stron przez λ*t i podzieleniu przez h*c - dostaniemy:

N = (P0 * λ * t) / (h * c)

N = 0,48 * 10 = 4,8 = ok. 5 fotonów

jednostki:
[N] = (W * m * s) / (J * s * m/s) = (J/s * m * s) / (J * m) = (J * m)/(J * m) = 1


Ad 2.
dane:
Ek = 1 eV
Wf = 3,5 eV

szukane:
λ = ?

energia fotonu padającego promieniowania (E) = energia kinetyczna elektronu (Ek) + praca wyjścia (praca na wybicie elektronu z metalu, Wf)
E = Ek + Wf
E = 4,5 eV = 4,5 * 1,6 * 10⁻¹⁹ J = 7,2 * 10⁻¹⁹ J

E = h * f
f = c/λ
E = (h * c) / λ
λ = (h * c) / E = 2,8 * 10⁻⁷ m = 280 nm

jednostki:
[λ] = (J*s * m/s) / J = m