Určete vlnovou délku dopadajícího světla. Fotoelektrony jsou vyhozeny z materiálu, když na povrch dopadá světlo. Různé vlnové délky povedou k odlišné maximální kinetické energii.
Můžete například zvolit vlnovou délku 415 nanometrů (nanometr je jedna miliardtina metru).
Vypočítejte frekvenci světla. Frekvence vlny se rovná její rychlosti dělené její vlnovou délkou. U světla je rychlost 300 milionů metrů za sekundu nebo 3 x 10 ^ 8 metrů za sekundu.
U příkladu problému je rychlost dělená vlnovou délkou 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 Hertz.
Vypočítejte energii světla. Einsteinovým velkým průlomem bylo zjištění, že světlo přicházelo v malých malých energetických balíčcích; energie těchto paketů byla úměrná frekvenci. Konstanta proporcionality je číslo, které se říká Planckova konstanta, což je 4,136 x 10 ^ -15 eV-sekund. Energie světelného paketu se tedy rovná Planckově konstantě x frekvence.
Energie světelného kvanta pro příkladový problém je (4,136 x 10 ^ -15) x (7,23 x 10 ^ 14) = 2,99 eV.
Vyhledejte pracovní funkci materiálu. Pracovní funkcí je množství energie potřebné k vypuštění elektronu uvolněného z povrchu materiálu.
Například vyberte sodík, který má pracovní funkci 2,75 eV.
Vypočítejte přebytečnou energii nesenou světlem. Tato hodnota představuje maximální možnou kinetickou energii fotoelektronu. Rovnice, kterou Einstein určil, říká (maximální kinetická energie elektronu) = (energie paketu dopadající světelné energie) minus (pracovní funkce).
Například maximální kinetická energie elektronu je: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Nejprve publikovaný v roce 1998, Richard Gaughan přispěl do publikací jako „Photonics Spectra“, „The Scientist“ a dalších časopisů. Je autorem knihy „Accidental Genius: The World's Great-By-Chance Discoveries“. Gaughan je držitelem bakalářského titulu z fyziky na University of Chicago.