Красная граница фотоэффекта для вольфрама 2,76 * 10 в -7 степени.Рассчитайте работу выхода электрона...

Для расчёта работы выхода электрона из металла в рамках задачи квантовой физики можно воспользоваться понятием "красной границы фотоэффекта". Красная граница фотоэффекта — это максимальная длина волны света, при которой ещё возможен фотоэффект, т.е. выход электронов из металла под действием света. Если длина волны света больше красной границы, фотоэффект не наблюдается.

Значение красной границы для вольфрама дано как (2.76 \times 10^{-7}) метра (276 нм). Чтобы найти работу выхода электрона ( W ), используем формулу, связывающую работу выхода с энергией фотона на красной границе: [ W = h \nu ] где ( h ) — постоянная Планка ((6.62607015 \times 10^{-34}) Дж·с), а ( \nu ) — частота света.

Частоту света можно найти из соотношения: [ \nu = \frac{c}{\lambda} ] где ( c ) — скорость света ((3 \times 10^8) м/с), а ( \lambda ) — длина волны света.

Подставим значения: [ \nu = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{2.76 \times 10^{-7} \text{ м}} = 1.0869565 \times 10^{15} \text{ Гц} ]

Теперь подставим значения в формулу для работы выхода: [ W = 6.62607015 \times 10^{-34} \text{ Дж·с} \times 1.0869565 \times 10^{15} \text{ Гц} = 7.205 \times 10^{-19} \text{ Дж} ]

Для удобства можно перевести джоули в электронвольты (1 эВ = (1.602176634 \times 10^{-19}) Дж): [ W = \frac{7.205 \times 10^{-19} \text{ Дж}}{1.602176634 \times 10^{-19} \text{ Дж/эВ}} \approx 4.5 \text{ эВ} ]

Таким образом, работа выхода электрона из вольфрама составляет приблизительно 4.5 эВ.

Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 2,76 * 10^-7 метра. Это означает, что фотоны с длиной волны короче этого значения могут ионизировать атомы вольфрама и вызывать выход электронов.

Для вычисления работы выхода электрона из вольфрама можно воспользоваться формулой Эйнштейна для фотоэффекта:

E = h * f - W

где E - энергия фотона, h - постоянная Планка (6,626 x 10^-34 Дж*с), f - частота фотона (связанная с длиной волны через скорость света), W - работа выхода электрона из материала.

Для начала нужно найти энергию фотона, соответствующую красной границе фотоэффекта для вольфрама. Для этого используем формулу для энергии фотона:

E = h * c / λ

где c - скорость света (3 x 10^8 м/с), λ - длина волны фотона.

E = 6,626 x 10^-34 * 3 x 10^8 / 2,76 x 10^-7 E = 6,87 x 10^-19 Дж

Теперь можем найти работу выхода электрона из вольфрама, подставив найденное значение энергии фотона в формулу Эйнштейна:

W = h * f - E

W = 6,626 x 10^-34 * f - 6,87 x 10^-19

Так как частоту f можно найти через скорость света и длину волны фотона:

f = c / λ f = 3 x 10^8 / 2,76 x 10^-7 f = 1,08 x 10^15 Гц

Подставляем найденное значение частоты в формулу для работы выхода электрона:

W = 6,626 x 10^-34 * 1,08 x 10^15 - 6,87 x 10^-19 W = 7,15 x 10^-19 Дж

Таким образом, работа выхода электрона из вольфрама составляет примерно 7,15 x 10^-19 Дж.