Oblicz prędkość rozchodzenia się w przezroczystym ośrodku składowej fioletowej i czerwonej światła białego. Przyjmij, że w powietrzu długość fali składowej fioletowej jest równa λf = 410 nm, a składowej czerwonej – λcz = 690 nm (zadanie nawiązujące do pytania za milion złotych zadanego w teleturnieju “Milionerzy”).
Wczesne lata dwudziestego wieku ‘przyniosły’ wiele niesamowitych odkryć fizycznych oraz zapoczątkowały zupełnie nowy rozdział w fizyce nazywany mechaniką kwantową albo teorią kwantów. W 1905 roku Albert Einstein wysunął hipotezę, że światło, czyli fala elektromagnetyczna, składa się z pewnych elementarnych porcji (kwantów), które dziś znamy pod nazwą fotonów (zobacz: Definicja kwantu. Foton i jego energia). Liczne eksperymenty potwierdziły słuszność teorii Einsteina, w związku z czym światło zaczęło być traktowane nie tylko jako fala, ale także jako strumień fotonów (tzw. dualizm korpuskularno-falowy). W 1924 roku francuski fizyk Louis de Broglie wysunął przypuszczenie, że materia (np. elektrony) powinna podobnie jak światło wykazywać zarówno własności cząsteczkowe (korpuskularne), jak i falowe. Czy de Broglie miał rację i fale materii rzeczywiście istnieją? Odpowiedź znajdziesz w dalszej części tego artykułu, do którego przeczytania gorąco Cię zachęcam.
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne, po raz pierwszy opisane przez Alberta Einsteina (1879 – 1955), to zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (np. metalowej płytki). Może się wydawać, że zjawisko to jest dosyć ‘egzotyczne’ i nie warto sobie zaprzątać nim głowy. W rzeczywistości jednak zastosowania zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego są na tyle powszechne, że większość osób, świadomie bądź nie, doświadcza go na co dzień.
Mechanika klasyczna poprawnie opisuje ruch małych i dużych ciał poruszających się z prędkościami dużo mniejszymi od prędkości światła c. A co w przypadku elektronów i pojedynczych atomów? Czy mechanika klasyczna sprawdza się również w przypadku tak niezwykle małych obiektów? Okazuje się, że świat w skali nanometrowej (1 nm = 10-9 m) rządzi się swoimi prawami i aby móc go poprawnie opisać musimy sięgnąć po odpowiednie narzędzia. Narzędzi tych dostarcza mechanika kwantowa nazywana również teorią kwantów.
Praca wyjścia metalu A wynosi WA = 3 eV, a metalu B WB = 1,5 eV. Jaka będzie prędkość wybitego elektronu wskutek zjawiska fotoelektrycznego dla długości światła λ = 300 nm i λ = 600 nm.
Elektrodę wykonaną z potasu oświetlono światłem niebieskim o długości fali λ = 400 nm. Czy w tym przypadku zachodzi efekt fotoelektryczny? Jeżeli tak, oblicz energię kinetyczną wybitych elektronów – energię podaj w eV i J. Praca wyjścia dla potasu W = 2,2 eV.