Как да намерим максималната кинетична енергия на фотоелектрон

Определете дължината на вълната на падащата светлина. Фотоелектроните се изхвърлят от материал при падане на светлина върху повърхността. Различните дължини на вълните ще доведат до различна максимална кинетична енергия.

Например, можете да изберете дължина на вълната от 415 нанометра (нанометърът е една милиардна част от метър).

Изчислете честотата на светлината. Честотата на вълната е равна на нейната скорост, разделена на дължината на вълната. За светлина скоростта е 300 милиона метра в секунда или 3 х 10 ^ 8 метра в секунда.

За примерния проблем скоростта, разделена на дължината на вълната, е 3 х 10 ^ 8/415 х 10 ^ -9 = 7,23 х 10 ^ 14 херца.

Изчислете енергията на светлината. Големият пробив на Айнщайн определяше, че светлината идва в малки малки енергийни пакети; енергията на тези пакети е пропорционална на честотата. Константата на пропорционалността е число, наречено Planck’s Constant, което е 4.136 x 10 ^ -15 eV-секунди. Така че енергията на светлинния пакет е равна на Планкова константа x честота.

instagram story viewer

Енергията на квантите на светлината за примерния проблем е (4.136 x 10 ^ -15) x (7.23 x 10 ^ 14) = 2.99 eV.

Потърсете работната функция на материала. Работната функция е количеството енергия, необходимо за изваждане на електрон, свободен от повърхността на материала.

За пример изберете натрий, който има работна функция от 2,75 eV.

Изчислете излишната енергия, носена от светлината. Тази стойност е максимално възможната кинетична енергия на фотоелектрона. Уравнението, което Айнщайн определи, казва (максималната кинетична енергия на електрона) = (енергия на падащия светлинен енергиен пакет) минус (работната функция).

Например, максималната кинетична енергия на електрона е: 2.99 eV - 2.75 eV = 0.24 eV.

Публикуван за първи път през 1998 г., Ричард Гоган участва в публикации като "Photonics Spectra", "The Scientist" и други списания. Той е автор на „Случайният гений: Най-големите случайни открития в света“. Гоган е бакалавър по физика от Чикагския университет.

Teachs.ru
  • Дял
instagram viewer