help_outlineУсловие задачи
Реши задачу: С какой скоростью надо бросить телр с высоты 19,6 м, чтобы дальность полёта равнялась высоте падения? Решить задачу с дано, с объяснением формул, пошагово и ответом Реши задачу: С какой скоростью двигался поезд массой 1500 т, если под действием тормозящей силы 150кН он прошёл с момента начала торможения до остановки путь 500 м? Решить задачу с Дано, с объяснением формул пошагаво и ответом Реши задачу: Вольфрамовую пластину облучают светом с длиной волны 200нм. Работа выхода электронов из вольфрама = 4,54 эВ. Определить максимальный импульс фотоэектронов. Решить задачу с дано, пошаговым объяснением, формулами и ответом.
lightbulbКраткий ответ
На странице представлено подробное решение двух задач по физике: определение начальной скорости тела, брошенного под углом к горизонту, и скорости поезда при торможении с известной силой и пройденном расстоянии. Рассмотрены формулы, приведены дано и пошаговое решение.
Дано:
Длина волны света: \( \lambda = 200 \) нм \( = 200 \cdot 10^{-9} \) м
Работа выхода: \( A_{вых} = 4,54 \) эВ
Постоянная Планка: \( h = 6,63 \cdot 10^{-34} \) Дж\(\cdot\)с
Скорость света: \( c = 3 \cdot 10^8 \) м/с
Масса электрона: \( m_e = 9,1 \cdot 10^{-31} \) кг
Заряд электрона (для перевода эВ): \( 1 \text{ эВ} = 1,6 \cdot 10^{-19} \) Дж
Найти:
Максимальный импульс: \( p_{max} \) — ?
Решение:
1. Переведем работу выхода из электрон-вольт в джоули:
\[ A_{вых} = 4,54 \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \approx 7,264 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \]
2. Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:
\[ E_{ф} = A_{вых} + E_{kmax} \]
Где \( E_{ф} \) — энергия падающего фотона, \( E_{kmax} \) — максимальная кинетическая энергия вылетающего электрона.
3. Энергия фотона через длину волны выражается формулой:
\[ E_{ф} = \frac{h \cdot c}{\lambda} \]
Вычислим её:
\[ E_{ф} = \frac{6,63 \cdot 10^{-34} \cdot 3 \cdot 10^8}{200 \cdot 10^{-9}} = \frac{19,89 \cdot 10^{-26}}{2 \cdot 10^{-7}} = 9,945 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \]
4. Найдем максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона:
\[ E_{kmax} = E_{ф} - A_{вых} \]
\[ E_{kmax} = 9,945 \cdot 10^{-19} - 7,264 \cdot 10^{-19} = 2,681 \cdot 10^{-19} \text{ Дж} \]
5. Связь кинетической энергии и импульса \( p \) выражается формулой:
\[ E_k = \frac{p^2}{2 \cdot m_e} \]
Отсюда выразим максимальный импульс:
\[ p_{max} = \sqrt{2 \cdot m_e \cdot E_{kmax}} \]
6. Подставим значения и произведем расчет:
\[ p_{max} = \sqrt{2 \cdot 9,1 \cdot 10^{-31} \cdot 2,681 \cdot 10^{-19}} \]
\[ p_{max} = \sqrt{48,79 \cdot 10^{-50}} \]
\[ p_{max} \approx 6,98 \cdot 10^{-25} \text{ кг}\cdot\text{м/с} \]
Ответ: Максимальный импульс фотоэлектронов составляет \( 6,98 \cdot 10^{-25} \text{ кг}\cdot\text{м/с} \).
