Determinați lungimea de undă a luminii incidente. Fotoelectronii sunt expulzați dintr-un material atunci când lumina este incidentă la suprafață. Lungimi de undă diferite vor avea ca rezultat o energie cinetică maximă diferită.
De exemplu, puteți alege o lungime de undă de 415 nanometri (un nanometru este o miliardime de metru).
Calculați frecvența luminii. Frecvența unei unde este egală cu viteza sa împărțită la lungimea ei de undă. Pentru lumină, viteza este de 300 de milioane de metri pe secundă, sau 3 x 10 ^ 8 metri pe secundă.
Pentru problema de exemplu, viteza împărțită la lungimea de undă este de 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 Hz.
Calculați energia luminii. Marea descoperire a lui Einstein a determinat că lumina a intrat în pachete mici de energie; energia acelor pachete a fost proporțională cu frecvența. Constanta proporționalității este un număr numit Constanta lui Planck, care este 4,136 x 10 ^ -15 eV-secunde. Deci, energia unui pachet de lumină este egală cu Constantul lui Planck x frecvența.
Energia cuantelor de lumină pentru problema de exemplu este (4.136 x 10 ^ -15) x (7.23 x 10 ^ 14) = 2.99 eV.
Căutați funcția de lucru a materialului. Funcția de lucru este cantitatea de energie necesară pentru a scoate un electron liber de pe suprafața unui material.
Pentru exemplu, selectați sodiu, care are o funcție de lucru de 2,75 eV.
Calculați surplusul de energie transportat de lumină. Această valoare este energia cinetică maximă posibilă a fotoelectronului. Ecuația, determinată de Einstein, spune (energia cinetică maximă a electronului) = (energia pachetului de energie luminoasă incidentă) minus (funcția de lucru).
De exemplu, energia cinetică maximă a electronului este: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Publicat pentru prima dată în 1998, Richard Gaughan a contribuit la publicații precum „Photonics Spectra”, „The Scientist” și alte reviste. Este autorul „Geniului accidental: cele mai mari descoperiri întâmplătoare din lume”. Gaughan este licențiat în fizică de la Universitatea din Chicago.