फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा कैसे ज्ञात करें

आपतित प्रकाश की तरंगदैर्घ्य ज्ञात कीजिए। जब सतह पर प्रकाश आपतित होता है तो किसी पदार्थ से फोटोइलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल दिया जाता है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य के परिणामस्वरूप विभिन्न अधिकतम गतिज ऊर्जा प्राप्त होगी।

उदाहरण के लिए, आप 415 नैनोमीटर की तरंग दैर्ध्य चुन सकते हैं (एक नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवां हिस्सा है)।

प्रकाश की आवृत्ति की गणना करें। किसी तरंग की आवृत्ति उसकी तरंगदैर्घ्य से विभाजित उसकी गति के बराबर होती है। प्रकाश के लिए, गति 300 मिलियन मीटर प्रति सेकंड या 3 x 10^8 मीटर प्रति सेकंड है।

उदाहरण की समस्या के लिए, तरंग दैर्ध्य द्वारा विभाजित गति 3 x 10^8/415 x 10^-9 = 7.23 x 10^14 हर्ट्ज है।

प्रकाश की ऊर्जा की गणना करें। आइंस्टीन की बड़ी सफलता यह निर्धारित कर रही थी कि प्रकाश छोटे छोटे ऊर्जा पैकेटों में आता है; उन पैकेटों की ऊर्जा आवृत्ति के समानुपाती थी। आनुपातिकता का स्थिरांक एक संख्या है जिसे प्लैंक कांस्टेंट कहा जाता है, जो कि 4.136 x 10^-15 eV-सेकंड है। तो एक प्रकाश पैकेट की ऊर्जा प्लैंक की स्थिरांक x आवृत्ति के बराबर होती है।

उदाहरण समस्या के लिए प्रकाश क्वांटा की ऊर्जा (4.136 x 10^-15) x (7.23 x 10^14) = 2.99 eV है।

सामग्री के कार्य कार्य को देखें। कार्य फलन किसी पदार्थ की सतह से एक इलेक्ट्रॉन को बाहर निकालने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा है।

उदाहरण के लिए, सोडियम का चयन करें, जिसका कार्य फलन 2.75 eV है।

प्रकाश द्वारा वहन की गई अतिरिक्त ऊर्जा की गणना करें। यह मान फोटोइलेक्ट्रॉन की अधिकतम संभव गतिज ऊर्जा है। आइंस्टीन ने जो समीकरण निर्धारित किया, वह कहता है (इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा) = (घटना प्रकाश ऊर्जा पैकेट की ऊर्जा) घटा (कार्य कार्य)।

उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रॉन की अधिकतम गतिज ऊर्जा है: 2.99 eV - 2.75 eV = 0.24 eV।