Задача по электродинамике №171

Просмотров 5 Комментарии 0

Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой $2 En = − 13,6∕n$ эВ, где $n= 1,2,3...$ . При переходе атома из состояния $E2$ в состояние $E1$ атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода, фотон выбивает фотоэлектрон. Частота света, соответствующая красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода $νкр = 6⋅1014$ Гц. Чему равна максимальная возможная скорость фотоэлектрона?

Согласно постулатам Бора, свет излучается при переходе атома на более низкие уровни энергии, при этому фотоны несут энергию, равную разности энергий начального и конечного состояний. Таким образом, испущенный фотон имел энергию

( ) hν = E2− E1 =− 13,6эВ -12 −-12 = 10,2 эВ= 1,63⋅10−18 Дж. 2 1

Согласно уравнению Энштейна

hν =A + E,

где $A = hν кр$ – работа выхода, $E$ – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

mv2 E = -2-.

Таким образом

mv2 ∘ -2---------- ∘----2----------------------------------- 6 hν = hνкр+-2--⇒ v = m-(hν − hνкр)= 9,1-⋅10−31(1,63 ⋅10−18 Д ж − 6,6⋅10−34⋅6⋅1014)≈ 1,6⋅10 м/с