Определите длину волны падающего света. Фотоэлектроны выбрасываются из материала, когда свет падает на поверхность. Разные длины волн приведут к разной максимальной кинетической энергии.
Например, вы можете выбрать длину волны 415 нанометров (нанометр равен одной миллиардной метра).
Рассчитайте частоту света. Частота волны равна ее скорости, деленной на длину волны. Для света скорость составляет 300 миллионов метров в секунду, или 3 x 10 ^ 8 метров в секунду.
Для примера задачи скорость, деленная на длину волны, составляет 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 Гц.
Рассчитайте энергию света. Большой прорыв Эйнштейна заключался в определении того, что свет приходит в крошечных маленьких энергетических пакетах; энергия этих пакетов была пропорциональна частоте. Константа пропорциональности - это число, называемое постоянной Планка, которая составляет 4,136 x 10 ^ -15 эВ-секунд. Таким образом, энергия светового пакета равна постоянной Планка x частоте.
Энергия квантов света для примера задачи равна (4,136 x 10 ^ -15) x (7,23 x 10 ^ 14) = 2,99 эВ.
Посмотрите работу выхода материала. Работа выхода - это количество энергии, необходимое для отрыва электрона от поверхности материала.
Для примера выберите натрий, работа выхода которого составляет 2,75 эВ.
Вычислите избыточную энергию, переносимую светом. Это значение представляет собой максимально возможную кинетическую энергию фотоэлектрона. Уравнение, которое определил Эйнштейн, гласит (максимальная кинетическая энергия электрона) = (энергия падающего светового пакета) минус (работа выхода).
Например, максимальная кинетическая энергия электрона составляет: 2,99 эВ - 2,75 эВ = 0,24 эВ.
Впервые опубликованный в 1998 году, Ричард Гоган участвовал в таких публикациях, как «Photonics Spectra», «The Scientist» и других журналах. Он является автором книги «Случайный гений: величайшие случайные открытия в мире». Гоган имеет степень бакалавра физики Чикагского университета.