Дано:
эВ
Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта энергия поглощенного кванта hν идет на совершение работы выхода A и на сообщение кинетической энергии вылетевшему электрону:
Работа выхода A - это минимальная работа, которую надо совершить, чтобы удалить электрон из металла.
Минимальная частота света v (min), при которой ещё возможен фотоэффект, соответствует максимальной длине волны λmax:
В этой формуле h – это постоянная Планка, равная 6,62·10-³⁴ Дж·с, частоту колебаний можно выразить через скорость света c, которая равна 3·108 м/с, и длину волны по формуле:
Подставим выражение (2) в формулу (1), тогда:
Откуда искомая красная граница фотоэффекта λmax равна:
Посчитаем численный ответ (напоминаем, что 1 эВ = 1,6·10-¹⁹ Дж:
ответ: 0,261 мкм.
Но раз к магниту притягиваются все вещества, то исходный вопрос можно переформулировать так: «Почему же тогда именно железо так сильно притягивается магнитом, что проявления этого легко заметить в повседневной жизни?» ответ таков: это определяется строением и связью атомов железа. Любое вещество сложено из атомов, связанных друг с другом своими внешними электронными оболочками. Чувствительны к магнитному полю именно электроны внешних оболочек, именно они определяют магнетизм материалов. У большинства веществ электроны соседних атомов чувствуют магнитное поле «как попало» — одни отталкиваются, другие притягиваются, а какие-то вообще стремятся развернуть предмет. Поэтому если взять большой кусок вещества, то его средняя сила взаимодействия с магнитом будет очень маленькая.
У железа и похожих на него металлов есть особенная черта — связь между соседними атомами такова, что они чувствуют магнитное поле скоординированно. Если несколько атомов «настроены» так, чтобы притягиваться к магниту, то они заставят и все соседние атомы делать то же самое. В результате в куске железа «хотят притягиваться» или «хотят отталкиваться» все атомы сразу, и из-за этого получается очень большая сила взаимодействия с магнитом.