구리 금속의 일함수. 200 nm 빛에 의해 방출되는 전자의 속도

광전효과. 금속의 일함수(work function, W)

 

 

구리판의 표면으로부터 전자를 방출시키는데 필요한

빛의 최대 파장은 243 nm이다.

이 구리판에 200. nm의 파장을 갖는 빛을 쪼였을 때,

방출되는 전자의 최대 속도를 계산하시오.

 

 

The longest wavelength of light that causes electrons to be ejected from the surface of a copper plate is 243 nm. What is the maximum velocity of the electrons ejected when light of wavelength 200. nm shines on a copper plate?

 

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▶ 참고: 금속의 일함수와 문턱 진동수

[ https://ywpop.tistory.com/21474 ]

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전자를 방출시키는 데 필요한 빛의 최소 진동수를 ν_0라 하면,

ν_0 = c / λ_max

= (3×10^8 m/s) / (243×10^(-9) m)

= (3×10^8) / (243×10^(-9))

= 1.23×10^15 /s ... 문턱 진동수 (threshold frequency)

 

 

 

방출되는 전자의 운동 에너지를 Ek라 하면,

Ek = hν – W

( = 빛의 에너지 – 금속의 일함수 )

 

= hν – hν_0

= hc/λ – hν_0

= h (c/λ – ν_0)

= (6.63×10^(-34) J•s) × [(3×10^8 m/s) / (200×10^(-9) m) – (1.23×10^15 /s)]

= (6.63×10^(-34)) × [(3×10^8) / (200×10^(-9)) – (1.23×10^15)]

= 1.79×10^(-19) J

= 1.79×10^(-19) kg•m^2/s^2

( 1 J = 1 kg•m^2/s^2 )

 

 

 

Ek = 1/2 mv^2 이므로,

v = (2Ek / m)^(1/2)

= [2 × (1.79×10^(-19) kg•m^2/s^2) / (9.1×10^(-31) kg)]^(1/2)

= [2 × (1.79×10^(-19)) / (9.1×10^(-31))]^(1/2)

= 6.27×10^5 m/s

 

 

 

답: 6.27×10^5 m/s

 

 

 

 

[참고]

> 플랑크 상수, Planck’s constant, h = 6.63×10^(-34) J•s

> 전자의 질량, mass of electron = 9.1×10^(-31) kg

 

 

 

 

[ 동일 예제 https://ywpop.tistory.com/23687 ]

답: 6.21×10^5 m/s

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/11308 ] 아연 금속의 일함수

 

 

 

[키워드] 금속 구리의 일함수 기준문서, 구리 금속의 일함수 기준문서, 문턱진동수 기준문서, 튀어나오는 전자의 최대속도, 방출되는 전자의 속도 기준문서