Cómo encontrar la energía cinética máxima de un fotoelectrón

Determine la longitud de onda de la luz incidente. Los fotoelectrones se expulsan de un material cuando la luz incide en la superficie. Diferentes longitudes de onda darán como resultado una energía cinética máxima diferente.

Por ejemplo, podría elegir una longitud de onda de 415 nanómetros (un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro).

Calcula la frecuencia de la luz. La frecuencia de una onda es igual a su velocidad dividida por su longitud de onda. Para la luz, la velocidad es de 300 millones de metros por segundo, o 3 x 10 ^ 8 metros por segundo.

Para el problema de ejemplo, la velocidad dividida por la longitud de onda es 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7.23 x 10 ^ 14 Hertz.

Calcula la energía de la luz. El gran avance de Einstein fue determinar que la luz venía en pequeños paquetes de energía; la energía de esos paquetes era proporcional a la frecuencia. La constante de proporcionalidad es un número llamado Constante de Planck, que es 4.136 x 10 ^ -15 eV-segundos. Entonces, la energía de un paquete de luz es igual a la constante de Planck x la frecuencia.

La energía de los cuantos de luz para el problema de ejemplo es (4,136 x 10 ^ -15) x (7,23 x 10 ^ 14) = 2,99 eV.

Busque la función de trabajo del material. La función de trabajo es la cantidad de energía necesaria para sacar un electrón de la superficie de un material.

Por ejemplo, seleccione sodio, que tiene una función de trabajo de 2,75 eV.

Calcula el exceso de energía transportada por la luz. Este valor es la máxima energía cinética posible del fotoelectrón. La ecuación, que Einstein determinó, dice (energía cinética máxima del electrón) = (energía del paquete de energía de la luz incidente) menos (la función de trabajo).

Por ejemplo, la energía cinética máxima del electrón es: 2.99 eV - 2.75 eV = 0.24 eV.