Объясните существование красной границы фотоэффекта с точки зрения квантовой теории.

Согласно квантовой теории, существование «красной границы» фотоэффекта объясняется следующим образом:

1. Фотоэффект происходит, когда фотон (квант света) передает свою энергию электрону в веществе.

2. Минимальная энергия, необходимая для того, чтобы электрон мог вылететь из вещества, называется работой выхода (Ф).

3. Согласно законам сохранения энергии, энергия фотона должна быть как минимум равна работе выхода электрона из вещества, чтобы он мог покинуть поверхность.

4. Энергия фотона E = hν, где h — постоянная Планка, а ν — частота фотона.

5. Существует определенная минимальная частота фотона (νкр), ниже которой фотоэффект не наблюдается. Эта частота соответствует «красной границе» фотоэффекта.

6. Для частот ниже νкр, энергия фотона hν меньше работы выхода Ф, поэтому фотоэффект не происходит.

7. Длина волны, соответствующая этой критической частоте, называется «красной границей» фотоэффекта и рассчитывается по формуле:

λкр = c/νкр = hc/Ф

Где:
— c — скорость света
— h — постоянная Планка
— Ф — работа выхода электрона из вещества

Таким образом, квантовая теория объясняет существование «красной границы» фотоэффекта — минимальной частоты (или максимальной длины волны) света, при которой еще возможен фотоэффект для данного вещества.