كيفية إيجاد الطاقة الحركية القصوى للإلكترون الضوئي

حدد الطول الموجي للضوء الساقط. تنبثق الإلكترونات الضوئية من مادة ما عند وقوع ضوء على السطح. ستؤدي الأطوال الموجية المختلفة إلى طاقة حركية قصوى مختلفة.

على سبيل المثال ، يمكنك اختيار طول موجة 415 نانومتر (النانومتر هو واحد من المليار من المتر).

احسب تردد الضوء. تردد الموجة يساوي سرعتها مقسومة على طولها الموجي. بالنسبة للضوء ، تبلغ سرعته 300 مليون متر في الثانية ، أو 3 × 10 ^ 8 مترًا في الثانية.

في مسألة المثال ، السرعة مقسومة على الطول الموجي هي 3 × 10 ^ 8/415 × 10 ^ -9 = 7.23 × 10 ^ 14 هرتز.

احسب طاقة الضوء. كان الاختراق الكبير الذي حققه أينشتاين هو تحديد أن الضوء يأتي في شكل حزم صغيرة جدًا من الطاقة. كانت طاقة هذه الحزم متناسبة مع التردد. ثابت التناسب هو رقم يسمى ثابت بلانك ، وهو 4.136 x 10 ^ -15 eV-seconds. لذا فإن طاقة الحزمة الضوئية تساوي ثابت بلانك x التردد.

طاقة الكميات الضوئية لمسألة المثال هي (4.136 x 10 ^ -15) x (7.23 x 10 ^ 14) = 2.99 eV.

ابحث عن وظيفة عمل المادة. دالة الشغل هي كمية الطاقة المطلوبة لنزع إلكترون مفكوكة من سطح المادة.

على سبيل المثال ، حدد الصوديوم ، الذي له دالة عمل 2.75 إلكترون فولت.

احسب الطاقة الزائدة التي يحملها الضوء. هذه القيمة هي أقصى طاقة حركية ممكنة للإلكترون الضوئي. المعادلة التي حددها أينشتاين تقول (الطاقة الحركية القصوى للإلكترون) = (طاقة حزمة طاقة الضوء الساقط) ناقص (وظيفة العمل).

على سبيل المثال ، الطاقة الحركية القصوى للإلكترون هي: 2.99 إلكترون فولت - 2.75 إلكترون فولت = 0.24 إلكترون فولت.