Mechanika kwantowa - podstawy zadanie 6 - efekt fotoelektryczny

a)
Zjawisko fotoelektryczne jest to zjawisko fizyczne polegające na emisji (wybijaniu) elektronów z powierzchni przedmiotu (najczęściej metalu) pod wpływem oświetlania go światłem o określonej częstotliwości - większej bądź równej czętotliwości granicznej, charakterystycznej dla metalu.
Jeżeli częstotliwość światła padającego na przedmiot jest mniejsza od częstotliwości granicznej (lub długość fali światła jest większa od długości fali granicznej), to zjawisko nie zajdzie.
Emitowane w zjawisku fotoelektrycznym elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości/długości fali.

Dane:

\lambda=10^{-7} m

f_{gr}=10^{15} Hz

Stałe fizyczne:
h=6,626 \cdot 10^{-34} Js
c=3 \cdot 10^{8} \frac{m}{s}


Szukane:

E_{k}=?



Wzory:

(1)  E_{f}=W+E_{k} 

(2)  E_{f}=hf=\frac{hc}{\lambda}

(3)  W=hf_{gr}

Przekształcenia i podstawienia które należy dokonać:

Przekształcamy (1) aby uzyskać energię kinetyczną i mamy:
E_{k}=E_{f}-W

Teraz podstawiamy do powyższego wzoru (3) i (2)

E_{k}=\frac{hc}{\lambda}-hf_{gr}=h(\frac{c}{\lambda}-f_{gr})


Ostateczny wzór:
E_{k}=h ( \frac{c}{\lambda} - f_{gr} )


podstawiamy dane:

E_{k}=6,626 \cdot 10^{-34} Js \left (\frac{3 \cdot 10^{8} \frac{m}{s}}{10^{-7} m}-10^{15} Hz   \right )


wynik:

E_{k}=1,323838564 \cdot 10^{-18} J




Jakby były jakieś pytania, poniżej można dodać komentarz