Определить длину волны света, который, будучи направлен на поверхность никеля, обеспечит фотоэлектронам скорость 3 * 10^8 см/с с объяснением)заранее

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать формулу, связывающую энергию фотонов света с длиной его волны:

E = hc/λ,

где E - энергия фотона (в джоулях), h - постоянная Планка (6,62607015 × 10^-34 Дж∙с), c - скорость света в вакууме (2,99792458 × 10^8 м/с), λ - длина волны света (в метрах).

Мы хотим, чтобы фотоэлектроны получили скорость 3 × 10^8 см/с. Сначала нужно перевести эту скорость в метры в секунду:

v = 3 × 10^8 см/с = 3 × 10^6 м/с.

Далее, вспомнив о законе сохранения энергии в фотоэффекте, можно написать:

E = E_kин + W,

где E - энергия фотона, E_kин - кинетическая энергия фотоэлектрона, W - работа выхода (энергия, которую нужно затратить для выхода фотоэлектрона из материала, в данном случае никеля).

Если фотоэлектроны достигают скорости 3 × 10^6 м/с, то кинетическая энергия фотоэлектрона будет равна:

E_kин = 0,5mv^2,

где m - масса фотоэлектрона.

Для никеля масса фотоэлектрона составляет примерно 9,10938356 × 10^-31 кг.

Теперь мы можем выразить E_kин:

E_kин = 0,5 × 9,10938356 × 10^-31 кг × (3 × 10^6 м/с)^2.

Вычисляя эту формулу, получаем E_kин = 4,09972274 × 10^-17 Дж.

Наконец, мы можем использовать формулу для энергии фотона (E = hc/λ) и решить ее относительно длины волны λ:

4,09972274 × 10^-17 Дж = (6,62607015 × 10^-34 Дж∙с × 2,99792458 × 10^8 м/с)/λ.

Сокращая эти значения, получаем:

4,09972274 × 10^-17 Дж = 1,97958947 × 10^-25 м∙Дж∙с/λ.

Решаем уравнение для λ:

λ = (1,97958947 × 10^-25 м∙Дж∙с) / (4,09972274 × 10^-17 Дж).

Вычисляем это значение:

λ = 4,822244909 × 10^-9 м = 482,2 нм.

Таким образом, чтобы фотоэлектроны достигли скорости 3 × 10^8 см/с при попадании света на поверхность никеля, длина волны света должна быть равной приблизительно 482,2 нм.