Потребность в изменении давления встречается как в природе, так и в технике. Например, сельскохозяйственная техника снабжается широкими колесами или гусеницами, чтоб оказывать меньшее давление на плодородный слой почвы, уменьшение давления здесь достигается за счет большой площади колес (гусеницы). Дома устанавливают на фундамент, чтобы уменьшить давление на грунт, здесь также снижение давления наблюдается за счет увеличения площади опоры. Увеличение давления можно наблюдать на примере остро заточенного ножа или швейной иголки, здесь увеличение давления достигается за счет уменьшения площади режущей кромки ножа и кончика иглы. В природе увеличение давления также достигается за счет уменьшения площади, например жало пчелы, шипы розы, кошачьи когти и т.д.
Дано:
1) Работа выхода электронов из некоторого металла (фотоэлектрическая работа) W = 4,5 эВ.
2) Красная граница фотоэффекта для данного металла λ = 0,6 мкм.
3) Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов Eк = 1,6 • 10^(-19) Дж.
4) Длина волны света, облучающего металл λ = 5 • 10^(-7) м.
5) Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов Eк = 8 • 10^(-20) Дж.
Решение:
Для решения вопросов применим формулы фотоэффекта:
1) Работа выхода электронов из металла связана с энергией фотона следующим образом:
E = h * ν = W + Eк,
где h - постоянная Планка (h = 6,63 • 10^(-34) Дж·с),
ν - частота света,
W - работа выхода (фотоэлектрическая работа),
Eк - кинетическая энергия фотоэлектронов.
2) Частота света связана с его длиной волны следующим образом:
c = λ * ν,
где c - скорость света в вакууме (c = 3 • 10^8 м/с),
λ - длина волны света,
ν - частота света.
Теперь перейдем к решению поставленных вопросов.
8. Для определения длины волны света, способного вырывать электроны из данного металла, воспользуемся формулой E = h * ν, где E - работа выхода электронов, h - постоянная Планка и ν - частота света. Необходимо найти ν.
Подставим известные значения:
4,5 эВ = (6,63 • 10^(-34) Дж·с) * ν.
Так как 1 эВ = 1,6 • 10^(-19) Дж, то 4,5 эВ = 4,5 * 1,6 • 10^(-19) Дж.
Получаем:
4,5 * 1,6 • 10^(-19) Дж = (6,63 • 10^(-34) Дж·с) * ν.
Отсюда:
ν = (4,5 * 1,6 • 10^(-19) Дж) / (6,63 • 10^(-34) Дж·с).
Подставим значения:
ν ≈ 1,09 • 10^15 Гц.
Таким образом, частота света, способного вырывать электроны из данного металла, равна примерно 1,09 • 10^15 Гц.
9. Для определения частоты света, падающего на пластину из металла с красной границей фотоэффекта, используем формулу c = λ * ν, где c - скорость света, λ - длина волны света и ν - частота света.
Необходимо найти ν.
Подставим известные значения:
c = (0,6 мкм) * ν.
Так как 1 мкм = 10^(-6) м, то 0,6 мкм = 0,6 * 10^(-6) м.
Получаем:
3 • 10^8 м/с = (0,6 * 10^(-6) м) * ν.
Отсюда:
ν = (3 • 10^8 м/с) / (0,6 * 10^(-6) м).
Подставим значения:
ν ≈ 5 • 10^14 Гц.
Таким образом, частота света, падающего на пластину из металла с красной границей фотоэффекта, примерно равна 5 • 10^14 Гц.
10. Для определения красной границы фотоэффекта νmin для данного металла, используем формулу E = h * ν, где E - максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, h - постоянная Планка и ν - частота света.
Необходимо найти νmin.
Подставим известные значения:
8 • 10^(-20) Дж = (6,63 • 10^(-34) Дж·с) * νmin.
Отсюда:
νmin = (8 • 10^(-20) Дж) / (6,63 • 10^(-34) Дж·с).
Подставим значения:
νmin ≈ 1,21 • 10^14 Гц.
Таким образом, красная граница фотоэффекта νmin для данного металла примерно равна 1,21 • 10^14 Гц.
Потребность в изменении давления встречается как в природе, так и в технике. Например, сельскохозяйственная техника снабжается широкими колесами или гусеницами, чтоб оказывать меньшее давление на плодородный слой почвы, уменьшение давления здесь достигается за счет большой площади колес (гусеницы). Дома устанавливают на фундамент, чтобы уменьшить давление на грунт, здесь также снижение давления наблюдается за счет увеличения площади опоры. Увеличение давления можно наблюдать на примере остро заточенного ножа или швейной иголки, здесь увеличение давления достигается за счет уменьшения площади режущей кромки ножа и кончика иглы. В природе увеличение давления также достигается за счет уменьшения площади, например жало пчелы, шипы розы, кошачьи когти и т.д.