Bestem bølgelengden til det innfallende lyset. Fotoelektroner kastes ut fra et materiale når lys raser på overflaten. Ulike bølgelengder vil gi forskjellig maksimal kinetisk energi.
For eksempel kan du velge en bølgelengde på 415 nanometer (et nanometer er en milliarddel meter).
Beregn lysfrekvensen. Frekvensen til en bølge er lik hastigheten delt på bølgelengden. For lys er hastigheten 300 millioner meter per sekund, eller 3 x 10 ^ 8 meter per sekund.
For eksempelproblemet er hastigheten delt på bølgelengden 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 Hertz.
Beregn energien til lyset. Einsteins store gjennombrudd var å bestemme at lyset kom i bittesmå små energipakker; energien til disse pakkene var proporsjonal med frekvensen. Proportionalitetskonstanten er et tall som heter Planck’s Constant, som er 4.136 x 10 ^ -15 eV-sekunder. Så energien til en lyspakke er lik Plancks Constant x frekvensen.
Energien til lyskvanta for eksempelproblemet er (4.136 x 10 ^ -15) x (7.23 x 10 ^ 14) = 2.99 eV.
Slå opp arbeidsfunksjonen til materialet. Arbeidsfunksjonen er mengden energi som kreves for å lirke et elektron løs fra overflaten av et materiale.
For eksempel, velg natrium, som har en arbeidsfunksjon på 2,75 eV.
Beregn overflødig energi som lyset bærer. Denne verdien er den maksimale mulige kinetiske energien til fotoelektronen. Ligningen, som Einstein bestemte, sier (elektronens maksimale kinetiske energi) = (energi til den innfallende lysenergipakken) minus (arbeidsfunksjonen).
For eksempel er elektronens maksimale kinetiske energi: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Richard Gaughan ble først publisert i 1998 og har bidratt til publikasjoner som "Photonics Spectra", "The Scientist" og andre magasiner. Han er forfatter av "Accidental Genius: The World's Greatest By-Chance Discoveries." Gaughan har en Bachelor of Science i fysikk fra University of Chicago.