Раздел 5. Квантовая физика Тема 1. Квантовая оптика Краткая теория

1. Уравнение Эйнштейна

(теория фотоэффекта)

или

2. Порог фотоэффекта

3. Кинетическая энергия фотоэлектронов

4. Энергия фотона

или т.к.

5. Масса фотона

6. Импульс фотона

Физические постоянные:

– постоянная Планка

– скорость света в вакууме

– заряд электрона

– масса электрона

– частота световой волны

– длина световой волны

– работа выхода электрона из металла

– кинетическая энергия фотоэлектронов

­– пороговая частота

– красная граница фотоэффекта

– скорость фотоэлектронов

– задерживающее напряжение

– энергия фотона

– импульс фотона

= 6,63·10^-34 Дж·с

= 3·10⁸ м/с

= 1,6·10^-19 Кл

= 9,1·10^-31 кг

1 а.е.м. = 1,66·10^-27 кг

Дано:

E = 6·10^-19 Дж

Решение:

1. Зная энергию фотона, найдём частоту света

2. Импульс фотона можно найти:

3. Подставив выражение для частоты из выше приведённой формулы, получим

кг·м/с

Ответ: кг·м/с

Дано:

кг

Решение:

Масса фотона:

м.

Дано:

нм = м

В

Решение:

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

т.к. то уравнение принимает вид:

эВ.

Ответ: 1,99 эВ.

Дано:

Металл – цинк

нм = м

Решение:

1. Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

2. Выразим из уравнения кинетическую энергию:

A – работу выхода для цинка найдём в таблице.

эВ Дж =

Дж;

Дж

эВ

3. Зная кинетическую энергию, найдём скорость:

м/с =

м/с.

Дано:

Дж

нм =

м.

Решение:

Уравнение для фотоэффекта:

Зная красную границу фотоэффекта, найдём пороговую частоту, а затем работу выхода.

т.о. уравнение фотоэффекта принимает вид:

м.