Для решения этой задачи нужно использовать уравнение фотоэффекта, которое связывает энергию падающего фотона, работу выхода электрона и кинетическую энергию вылетающего электрона. Уравнение фотоэффекта формулируется следующим образом:
[ E{\text{фотона}} = \Phi + E{\text{кинетическая}} ]
где:
- ( E_{\text{фотона}} ) — энергия падающего фотона,
- ( \Phi ) — работа выхода электрона (энергия, необходимая для того, чтобы электрон покинул поверхность металла),
- ( E_{\text{кинетическая}} ) — кинетическая энергия вылетающего электрона.
Первым шагом необходимо найти энергию падающего фотона. Для этого можно использовать уравнение Планка:
[ E_{\text{фотона}} = h \nu ]
где:
- ( h ) — постоянная Планка, равная ( 6.626 \times 10^{-34} ) Дж·с,
- ( \nu ) — частота света.
Частоту света можно найти через длину волны (\lambda) и скорость света (c):
[ \nu = \frac{c}{\lambda} ]
где:
- ( c ) — скорость света, равная ( 3 \times 10^8 ) м/с,
- (\lambda) — длина волны света.
Дано:
- (\lambda = 0.589 \times 10^{-6} ) м,
- (\Phi = 1.7 \times 10^{-19} ) Дж.
Теперь найдем частоту света:
[ \nu = \frac{3 \times 10^8 \text{ м/с}}{0.589 \times 10^{-6} \text{ м}} \approx 5.09 \times 10^{14} \text{ Гц} ]
Далее найдем энергию фотона:
[ E_{\text{фотона}} = 6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж·с} \times 5.09 \times 10^{14} \text{ Гц} \approx 3.37 \times 10^{-19} \text{ Дж} ]
Теперь, используя уравнение фотоэффекта, можем найти кинетическую энергию вылетающих электронов:
[ E{\text{кинетическая}} = E{\text{фотона}} - \Phi ]
Подставим значения:
[ E_{\text{кинетическая}} = 3.37 \times 10^{-19} \text{ Дж} - 1.7 \times 10^{-19} \text{ Дж} \approx 1.67 \times 10^{-19} \text{ Дж} ]
Таким образом, кинетическая энергия вылетающих из цезия фотоэлектронов составляет приблизительно (1.67 \times 10^{-19} ) Дж.