Задача по электродинамике №142

Просмотров 5 Комментарии 0

При падении света на поверхность платины из нее вылетают фотоэлектроны, имеющие скорость $v = 2000$ км/с. Затем этим же светом начинают облучать атомы водорода, вследствие чего они ионизируются. Какую скорость будут иметь электроны, вылетающие из ионизированных атомов водорода, если работа выхода электрона из платины $A = 5,3$ эВ, а энергия ионизации атома водорода $E = 13,6$ эВ? Изменением кинетической энергии атомов водорода пренебречь.

Так как скорости относительно скорости света пренебрежительно малы, то можно использовать нерялитивисткие формулы. Пусть энергия фотона, падающего на пластину равна $W$ . Тогда по уравнению Эйнштейна:

mv2 W = A +Ek = A + -2-, (1)

где $Ek$ – кинетическая энергия электрона, $m$ – масса электрона.
С другой стороны часть от энергии фотона $W$ расходуется на ионизацию газа, а остальная часть на кинетическую энергию вылетающего из атому электрона:

mu2- W = E + 2 (2)

Объединим (1) и (2).

2 2 ∘ ------------- A + mv--= E + mu--⇒ u = v2− -2(E − A ) 2 2 m

Тогда

∘ ----------------------------------- u= 20002 км/с− 2⋅1,6⋅10−19 Дж-(13,6 − 5,3)≈ 1000 км/с 9,1 ⋅10−31 кг