Określ długość fali padającego światła. Fotoelektrony są wyrzucane z materiału, gdy światło pada na powierzchnię. Różne długości fal spowodują różną maksymalną energię kinetyczną.
Na przykład możesz wybrać długość fali 415 nanometrów (nanometr to jedna miliardowa metra).
Oblicz częstotliwość światła. Częstotliwość fali jest równa jej prędkości podzielonej przez jej długość fali. W przypadku światła prędkość wynosi 300 milionów metrów na sekundę, czyli 3 x 10^8 metrów na sekundę.
Dla przykładowego problemu prędkość podzielona przez długość fali wynosi 3 x 10^8 / 415 x 10^-9 = 7,23 x 10^14 Hz.
Oblicz energię światła. Wielkim przełomem Einsteina było ustalenie, że światło przyszło w maleńkich, małych pakietach energii; energia tych pakietów była proporcjonalna do częstotliwości. Stałą proporcjonalności jest liczba zwana stałą Plancka, która wynosi 4,136 x 10^-15 eV-sekund. Zatem energia pakietu świetlnego jest równa stałej Plancka x częstotliwość.
Energia kwantów światła dla przykładowego zadania wynosi (4,136 x 10^-15) x (7,23 x 10^14) = 2,99 eV.
Sprawdź funkcję pracy materiału. Funkcja pracy to ilość energii potrzebna do wyrwania elektronu z powierzchni materiału.
Na przykład wybierz sód, którego funkcja pracy wynosi 2,75 eV.
Oblicz nadmiar energii niesionej przez światło. Ta wartość jest maksymalną możliwą energią kinetyczną fotoelektronu. Równanie, które wyznaczył Einstein, mówi (maksymalna energia kinetyczna elektronu) = (energia pakietu energii światła padającego) minus (funkcja pracy).
Na przykład maksymalna energia kinetyczna elektronu wynosi: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Po raz pierwszy opublikowany w 1998 roku, Richard Gaughan przyczynił się do publikacji takich jak „Photonics Spectra”, „The Scientist” i innych magazynów. Jest autorem książki „Accidental Genius: The World's Greatest By-Cance Discoveries”. Gaughan uzyskał tytuł licencjata fizyki na Uniwersytecie w Chicago.