Kuidas leida fotoelektroni maksimaalset kineetilist energiat

Määrake langeva valguse lainepikkus. Fotoelektronid väljutatakse materjalist, kui pinnale satub valgus. Erinevad lainepikkused annavad erineva maksimaalse kineetilise energia.

Näiteks võiksite valida lainepikkuseks 415 nanomeetrit (nanomeeter on miljard miljard meetrit).

Arvutage valguse sagedus. Laine sagedus on võrdne selle kiirusega jagatud lainepikkusega. Valguse puhul on kiirus 300 miljonit meetrit sekundis ehk 3 x 10 ^ 8 meetrit sekundis.

Näiteülesande korral on lainepikkusega jagatud kiirus 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 hertsit.

Arvutage valguse energia. Einsteini suur läbimurre oli see, et valgus tuli väikestesse väikestesse energiapakettidesse; nende pakettide energia oli võrdeline sagedusega. Proportsionaalsuse konstant on arv nimega Plancki konstant, mis on 4,136 x 10 ^ -15 eV-sekundit. Niisiis on valguspaketi energia võrdne Plancki konstandi x sagedusega.

Näidisülesande valguskvantide energia on (4,136 x 10 ^ -15) x (7,23 x 10 ^ 14) = 2,99 eV.

Otsige üles materjali tööfunktsioon. Tööfunktsioon on energia hulk, mis on vajalik materjali pinnalt lahtise elektroni väljatõmbamiseks.

instagram story viewer

Näiteks valige naatrium, mille tööfunktsioon on 2,75 eV.

Arvutage valguse poolt kantud liigne energia. See väärtus on fotoelektroni maksimaalne võimalik kineetiline energia. Võrrand, mille Einstein määras, ütleb (elektroni maksimaalne kineetiline energia) = (langeva valguse energiapaketi energia) miinus (tööfunktsioon).

Näiteks on elektroni maksimaalne kineetiline energia: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.

Esmakordselt 1998. aastal ilmunud Richard Gaughan on teinud kaastööd sellistele väljaannetele nagu "Photonics Spectra", "The Scientist" ja muud ajakirjad. Ta on raamatu "Juhuslik geenius: maailma suurimad juhuslikud avastused" autor. Gaughan on omandanud füüsika bakalaureuseõppe Chicago ülikoolis.

Teachs.ru
  • Jaga
instagram viewer