כיצד למצוא את האנרגיה הקינטית המרבית של פוטואלקטרון

קבע את אורך הגל של האור האירוע. פוטו-אלקטרונים נפלטים מחומר כאשר אור מתרחש על פני השטח. אורכי גל שונים יביאו לאנרגיה קינטית מרבית שונה.

לדוגמה, תוכלו לבחור באורך גל של 415 ננומטר (ננומטר הוא מיליארד מטר).

חשב את תדירות האור. תדר הגל שווה למהירותו חלקי אורכו הגל. עבור אור המהירות היא 300 מיליון מטר לשנייה, או 3 x 10 ^ 8 מטר לשנייה.

לבעיית הדוגמה, המהירות חלקי אורך הגל היא 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7.23 x 10 ^ 14 הרץ.

חשב את אנרגיית האור. פריצת הדרך הגדולה של איינשטיין הייתה קביעת האור שהגיע באריזות אנרגיה קטנטנות; האנרגיה של חבילות אלה הייתה פרופורציונאלית לתדירות. קבוע המידתיות הוא מספר הנקרא קבוע של פלאנק, שהוא 4.136 x 10 ^ -15 eV- שניות. אז האנרגיה של חבילת אור שווה לקבוע הקבוע של פלאנק בתדר.

האנרגיה של קוונטית האור לבעיית הדוגמה היא (4.136 x 10 ^ -15) x (7.23 x 10 ^ 14) = 2.99 eV.

חפש את פונקציית העבודה של החומר. פונקציית העבודה היא כמות האנרגיה הדרושה כדי לחטט אלקטרון הרופף מפני השטח של חומר.

לדוגמא, בחר נתרן, אשר פונקציית העבודה שלו היא 2.75 eV.

חשב את עודפי האנרגיה המועברת על ידי האור. ערך זה הוא האנרגיה הקינטית המרבית האפשרית של הפוטואלקטרון. המשוואה, שקבע איינשטיין, אומרת (האנרגיה הקינטית המקסימלית של האלקטרון) = (אנרגיה של חבילת אנרגיית האור המתקלה) מינוס (פונקציית העבודה).

לדוגמא, האנרגיה הקינטית המרבית של האלקטרון היא: 2.99 eV - 2.75 eV = 0.24 eV.