Tehtävän 3 ratkaisu
Sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on 300 nm, kohdistetaan kalsiumin pintaan. Määritä irtoavien elektronien suurin energia. (8 p.)
Sähkömagneettisen säteilyn kvantti luovuttaa energiansa metallin elektronille.
Energian muuntumisen selitys, 1 p.
Osa energiasta kuluu irrotustyöhön ja jäljelle jäävä energia muuttuu elektronin liike-energiaksi Ek.
Irrotustyö ja liike-energia eritelty, 1 p.
Taulukkokirjasta löytyy, että kalsiumin irrotustyö W0 on 3,10 eV.
Energiaa valosähköilmiössä kuvaa:
[[$ \begin{align} \quad hf=E_k+W_0 \end{align} $]]
Ratkaistaan tästä elektronien suurin energia: [[$ E_k=hf-W_0 $]].
Oikea energia yhtälö, josta ratkaistu liike-energia, 2 p.
Kirjoitetaan vielä säteilyn kvantin energia aallonpituuden avulla.
[[$ \begin{align} \quad E_k=\dfrac{hc}{\lambda}-W_0 \end{align} $]].
Aaltoliikkeen perusyhtälön soveltaminen, 1 p.
[[$ \begin{align} \quad E_k=\dfrac{4{,}135667662 \cdot 10^{-15} \ \mathrm{eVs}\cdot 2{,}99792458 \cdot 10^8 \ \mathrm{\frac{m}{s}}}{300\cdot 10^{-9} \text{ m}}-3,10 \text{ eV} \end{align} $]]
[[$ \begin{align} \quad E_k=1,0328 \ldots \text{ eV} \approx 1,03 \text{ eV} \end{align} $]]
Lähtöarvot oikeissa yksiköissä, 1 p.
Oikea vastaus, yksikkö ja tarkkuus, 2 p.
Takaisin
Sähkömagneettisen säteilyn kvantti luovuttaa energiansa metallin elektronille.
Energian muuntumisen selitys, 1 p.
Osa energiasta kuluu irrotustyöhön ja jäljelle jäävä energia muuttuu elektronin liike-energiaksi Ek.
Irrotustyö ja liike-energia eritelty, 1 p.
Taulukkokirjasta löytyy, että kalsiumin irrotustyö W0 on 3,10 eV.
Energiaa valosähköilmiössä kuvaa:
[[$ \begin{align} \quad hf=E_k+W_0 \end{align} $]]
Ratkaistaan tästä elektronien suurin energia: [[$ E_k=hf-W_0 $]].
Oikea energia yhtälö, josta ratkaistu liike-energia, 2 p.
Kirjoitetaan vielä säteilyn kvantin energia aallonpituuden avulla.
[[$ \begin{align} \quad E_k=\dfrac{hc}{\lambda}-W_0 \end{align} $]].
Aaltoliikkeen perusyhtälön soveltaminen, 1 p.
[[$ \begin{align} \quad E_k=\dfrac{4{,}135667662 \cdot 10^{-15} \ \mathrm{eVs}\cdot 2{,}99792458 \cdot 10^8 \ \mathrm{\frac{m}{s}}}{300\cdot 10^{-9} \text{ m}}-3,10 \text{ eV} \end{align} $]]
[[$ \begin{align} \quad E_k=1,0328 \ldots \text{ eV} \approx 1,03 \text{ eV} \end{align} $]]
Lähtöarvot oikeissa yksiköissä, 1 p.
Oikea vastaus, yksikkö ja tarkkuus, 2 p.
Takaisin