Obliczyć czas potrzebny na to by elektron mógł opuścić płytk
Obliczyć czas potrzebny na to by elektron mógł opuścić płytk
W odległości \(\displaystyle{ l=5m}\) od monochromatycznego źródła światła o mocy \(\displaystyle{ P=1mW}\) umieszczono płytkę wykonaną z metalu o pracy wyjścia \(\displaystyle{ W=5eV}\). Zakładając, że światło ma jedynie właściwości falowe, obliczyc czas potrzebny na to, by elektron znajdujący się w jednym z atomów mógł zgromadzić dostatecznie dużą energię, by opuscić płytkę. Przyjąć, że elektron może gromadzić energię padającą na kołową powierzchnię płytki o promieniu równym promieniu atomu \(\displaystyle{ r=10^{-10}m}\) i środku w miejscu, w którym znajduje się ten elektron.
Ostatnio zmieniony 11 cze 2016, o 11:59 przez AiDi, łącznie zmieniany 1 raz.
Powód: Wartości wielkości fizycznych także zapisujemy z użyciem LateXa.
Powód: Wartości wielkości fizycznych także zapisujemy z użyciem LateXa.
-
janusz47
- Użytkownik
- Posty: 7918
- Rejestracja: 18 mar 2009, o 16:24
- Płeć: Mężczyzna
- Podziękował: 30 razy
- Pomógł: 1671 razy
Obliczyć czas potrzebny na to by elektron mógł opuścić płytk
Zakładając, że wyrzucony elektron może pobrać energię z powierzchni płytki będącej kołem o promieniu \(\displaystyle{ r}\) równym promieniowi atomu \(\displaystyle{ r =1\cdot 10^{-10}m}\) Energia potrzebna do usunięcia elektronu z powierzchni płytki wynosi \(\displaystyle{ 5eV = 8\cdot 10^{-19}J.}\)
\(\displaystyle{ (1eV = 1,6\cdot 10^{-19}J).}\)
Musimy odpowiedzieć na pytanie jak długo potrwa, zanim taka tarcza zaabsorbuje ze źródła światła tę ilość energii?
Zakładamy, że energia świetlna rozłożona jest równomiernie na całej sferycznej powierzchni falowej.
Powierzchnia tarczy wynosi \(\displaystyle{ \pi r^{2}= \pi \cdot 10^{-20}m^{2}.}\) Powierzchnia kuli o promieniu \(\displaystyle{ l = 5m}\), której środek pokrywa się ze źródłem światła jest równa \(\displaystyle{ 4\pi 5^{2} m^{2}= 100\pi m^{2}.}\)
Jeśli więc źródło emituje promieniowanie jednorodnie we wszystkich kierunkach, czyli jeśli tak, jak głosi teoria klasyczna- energia jest rozłożona równomiernie na całej sferycznej powierzchni falowej rozchodzącej się od źródła, to ilość energii padająca w jednostce czasu na tarczę wynosi
\(\displaystyle{ R= 1\cdot 10^{-3}\frac{J}{s}\cdot \frac{ 10^{-20} \pi m^{2}}{10^{2}\pi m^{2}}= 1\cdot 10^{-25}\frac{J}{s}.}\)
Zakładając, że cała moc promieniowania zostaje pochłonięta, możemy obliczyć czas, jaki potrzebuje elektron do uzyskania dostatecznej ilości energii, aby opuścić powierzchnię płytki.
Czas ten wynosi
\(\displaystyle{ t = \frac{8\cdot 10^{-19} J}{1\cdot 10^{-25}\frac{J}{s}}=8 \cdot 10^{6}s.}\)
\(\displaystyle{ (1eV = 1,6\cdot 10^{-19}J).}\)
Musimy odpowiedzieć na pytanie jak długo potrwa, zanim taka tarcza zaabsorbuje ze źródła światła tę ilość energii?
Zakładamy, że energia świetlna rozłożona jest równomiernie na całej sferycznej powierzchni falowej.
Powierzchnia tarczy wynosi \(\displaystyle{ \pi r^{2}= \pi \cdot 10^{-20}m^{2}.}\) Powierzchnia kuli o promieniu \(\displaystyle{ l = 5m}\), której środek pokrywa się ze źródłem światła jest równa \(\displaystyle{ 4\pi 5^{2} m^{2}= 100\pi m^{2}.}\)
Jeśli więc źródło emituje promieniowanie jednorodnie we wszystkich kierunkach, czyli jeśli tak, jak głosi teoria klasyczna- energia jest rozłożona równomiernie na całej sferycznej powierzchni falowej rozchodzącej się od źródła, to ilość energii padająca w jednostce czasu na tarczę wynosi
\(\displaystyle{ R= 1\cdot 10^{-3}\frac{J}{s}\cdot \frac{ 10^{-20} \pi m^{2}}{10^{2}\pi m^{2}}= 1\cdot 10^{-25}\frac{J}{s}.}\)
Zakładając, że cała moc promieniowania zostaje pochłonięta, możemy obliczyć czas, jaki potrzebuje elektron do uzyskania dostatecznej ilości energii, aby opuścić powierzchnię płytki.
Czas ten wynosi
\(\displaystyle{ t = \frac{8\cdot 10^{-19} J}{1\cdot 10^{-25}\frac{J}{s}}=8 \cdot 10^{6}s.}\)
Obliczyć czas potrzebny na to by elektron mógł opuścić płytk
Bardzo dziękuję za pomoc Panie Januszu. Temat można zamknąć.
Pozdrawiam
Pozdrawiam