Помогите пожалуйста, если это все не решить через 2 дня меня из техникума отчислят. Прошу кто нибудь, хотя бы сколько сможете. Всем кто помог благодарен безумно.
Расчет основных характеристик фотонов с использованием уравнения Эйнштейна.
везде 613нм.
1. Вычислите частоту света, соответствующую найденной длине света в воздухе.
2. Какой энергией обладает фотон с этой частотой?
3. Какова масса фотона
4. Вычислите импульс фотона при данной частоте
5. Выразите энергию фотона в электрон-вольтах.
6. Какой энергией будут обладать электроны, выбитые из металла, если работа выхода равна 1.4 эВ?
7. Какую скорость приобретут эти электроны?
8. Общая мощность всех фотонов, попадающих на металл, равно 0,33 мВт. Сколько электронов в 1с выбивается из этого металла, если квантовый фотоэффект составляет только 1%?
9. Какой ток насыщения может быть при этом эффекте?

Для решения задачи необходимо знать длину волны света, которую можно найти по формуле:

λ = c / ν

где c - скорость света в вакууме, ν - частота света.

1. Частота света равна:

ν = c / λ = 3 * 10^8 м/с / 500 нм = 6 * 10^14 Гц

Ответ: 6 * 10^14 Гц.

2. Энергия фотона связана с его частотой следующим соотношением:

E = h * ν

где h - постоянная Планка, равная 6,63 * 10^-34 Дж * с.

Подставляем найденную частоту:

E = 6,63 * 10^-34 Дж * с * 6 * 10^14 Гц = 3,98 * 10^-19 Дж

Ответ: 3,98 * 10^-19 Дж.

3. Масса фотона связана с его энергией соотношением Эйнштейна:

E = mc^2

где m - масса фотона, c - скорость света.

Подставляем найденную энергию и скорость света:

m = E / c^2 = 3,98 * 10^-19 Дж / (3 * 10^8 м/с)^2 = 4,43 * 10^-36 кг

Ответ: 4,43 * 10^-36 кг.

4. Импульс фотона связан с его энергией соотношением:

p = E / c

Подставляем найденную энергию и скорость света:

p = E / c = 3,98 * 10^-19 Дж / 3 * 10^8 м/с = 1,33 * 10^-27 кг * м/с

Ответ: 1,33 * 10^-27 кг * м/с.

5. Энергия фотона может быть выражена в электрон-вольтах по формуле:

E = EeV / e

где EeV - энергия фотона в электрон-вольтах, e - заряд электрона.

Переводим энергию фотона в электрон-вольты:

EeV = E / 1,6 * 10^-19 Дж/эВ = 2,49 эВ

Ответ: 2,49 эВ.

6. Энергия электронов, выбитых из металла, связана с работой выхода следующим соотношением:

E = Ew + K

где Ew - работа выхода, K - кинетическая энергия электрона.

Подставляем значение работы выхода:

K = E - Ew = 2,49 эВ - 1,4 эВ = 1,09 эВ

Ответ: 1,09 эВ.

7. Скорость электрона, выбитого из металла, связана с его кинетической энергией следующим соотношением:

K = mv^2 / 2

где m - масса электрона, v - его скорость.

Подставляем найденную кинетическую энергию и массу электрона:

v = sqrt(2K / m) = sqrt(2 * 1,09 эВ * 1,6 * 10^-19 Дж/эВ / 9,1 * 10^-31 кг) = 1,52 * 10^6 м/с

Ответ: 1,52 * 10^6 м/с.

8. Количество выбитых электронов можно найти, зная мощность всех падающих фотонов и квантовый выход. Квантовый выход - это доля падающих на металл фотонов, которые вызывают выбивание электронов.

Мощность всех падающих фотонов, которые могут вызвать эффект фотоэффекта, можно найти