Σε ποιο μήκος κύματος θα ταξιδεύουν τα ηλεκτρόνια ταχύτερα όταν χτυπούν το ουράνιο;

Δεν είναι το μήκος κύματος του φωτός που καθορίζει άμεσα την ταχύτητα των ηλεκτρονίων που χτυπούν το ουράνιο, αλλά μάλλον την ενέργεια των φωτονίων . Εδώ είναι γιατί:

* φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα: Όταν το φως λάμπει σε ένα μέταλλο (όπως το ουράνιο), μπορεί να χτυπήσει τα ηλεκτρόνια χαλαρά. Αυτό ονομάζεται φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα.

* Ενέργεια των φωτονίων: Η ενέργεια ενός φωτονίου σχετίζεται με το μήκος κύματος του από την εξίσωση:

* e =hc/λ

* E =ενέργεια

* H =σταθερή η Planck

* c =ταχύτητα φωτός

* λ =μήκος κύματος

* Κινητική ενέργεια των ηλεκτρονίων: Η ενέργεια του φωτονίου μεταφέρεται στο ηλεκτρόνιο και κάποια από αυτή την ενέργεια χρησιμοποιείται για να ξεπεραστεί η "λειτουργία εργασίας" του μετάλλου (η ενέργεια που απαιτείται για την απελευθέρωση του ηλεκτρονίου). Η υπόλοιπη ενέργεια γίνεται η κινητική ενέργεια του εκτοξευμένου ηλεκτρονίου.

Επομένως:

* μικρότερα μήκη κύματος =υψηλότερη ενέργεια: Τα φωτόνια με μικρότερα μήκη κύματος (όπως οι υπεριώδεις ή ακτίνες Χ) έχουν υψηλότερη ενέργεια.

* Υψηλότερη ενέργεια =ταχύτερα ηλεκτρόνια: Τα φωτόνια υψηλότερης ενέργειας θα δώσουν στα ηλεκτρόνια μια μεγαλύτερη κινητική ενέργεια, καθιστώντας τα να ταξιδεύουν γρηγορότερα.

Είναι αδύνατο να δώσετε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος χωρίς περισσότερες πληροφορίες:

* Λειτουργία εργασίας του ουρανίου: Η λειτουργία εργασίας του ουρανίου είναι κρίσιμη. Αυτή η τιμή ποικίλλει ανάλογα με το συγκεκριμένο ισότοπο ουρανίου και τις επιφανειακές του συνθήκες.

* επιθυμητή ταχύτητα ηλεκτρονίων: Ποια ταχύτητα θέλετε να φτάσουν τα ηλεκτρόνια; Θα χρειαστεί να υπολογίσετε την απαιτούμενη ενέργεια φωτονίων και στη συνέχεια να καθορίσετε το αντίστοιχο μήκος κύματος.

Συνοπτικά, όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος του φωτός, τόσο ταχύτερα τα ηλεκτρόνια θα ταξιδέψουν όταν χτυπήσουν ουράνιο, υποθέτοντας ότι το φως έχει αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσει τη λειτουργία εργασίας του μετάλλου.