РУҚА
Тапсырмалар № 16, 18 · ОГЭ

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

Баланс энергии фотона, работы выхода и кинетической энергии электрона
2 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта выражает закон сохранения энергии при фотоэффекте: энергия поглощённого фотона расходуется на совершение работы выхода электрона из металла и сообщение электрону кинетической энергии.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффектаНазвано в честь Альберта Эйнштейна, объяснившего фотоэффект с помощью квантовой природы света.
Равенство, связывающее энергию фотона, работу выхода электрона из вещества и максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов. Оно применяется для внешнего фотоэффекта и показывает энергетический баланс одного фотона и одного выбитого электрона.
\(h\)
постоянная Планка
Дж·с
\(ν\)
частота излучения
Гц
\(A_вых\)
работа выхода
Дж
\(K_max\)
максимальная кинетическая энергия электрона
Дж

Формула и смысл величин

\[h\nu = A_{\text{вых}} + K_{\max} = A_{\text{вых}} + \frac{m v_{\max}^2}{2}\]

Здесь \(h\nu\) — энергия фотона, \(A_{\text{вых}}\) — минимальная энергия, необходимая для выхода электрона из металла, а \(K_{\max}\) — наибольшая кинетическая энергия вылетевших электронов. Частота \(\nu\) связана с длиной волны \(\lambda\) соотношением \(\nu=\frac{c}{\lambda}\). Поэтому уравнение можно записать так: \(\frac{hc}{\lambda}=A_{\text{вых}}+K_{\max}\).

№
Пример расчёта

Пусть энергия фотона равна \(5\,\text{эВ}\), а работа выхода металла — \(2\,\text{эВ}\). Тогда максимальная кинетическая энергия электрона: \(K_{\max}=5-2=3\,\text{эВ}\). Если энергия фотона меньше работы выхода, фотоэффект не происходит.

!
Не путайте

Уравнение определяет именно максимальную кинетическую энергию: электроны могут терять энергию при движении внутри вещества. Работа выхода не является кинетической энергией электрона — это энергия, затрачиваемая на его освобождение из металла.

Проверь себя

Как изменится максимальная кинетическая энергия электронов, если увеличить частоту света, сохранив металл тем же?

Главное за минуту

Главное

  • Энергия фотона расходуется на работу выхода и максимальную кинетическую энергию электрона: \(h\nu=A_{\text{вых}}+K_{\max}\).
  • Фотоэффект возможен только при условии \(h\nu\ge A_{\text{вых}}\); избыток энергии превращается в кинетическую энергию электронов.
  • Для бір и того же металла увеличение частоты света увеличивает \(K_{\max}\).