Určte vlnovú dĺžku dopadajúceho svetla. Fotoelektróny sú emitované z materiálu, keď na povrch dopadá svetlo. Rôzne vlnové dĺžky budú mať za následok rozdielnu maximálnu kinetickú energiu.
Môžete napríklad zvoliť vlnovú dĺžku 415 nanometrov (nanometer je jedna miliardtina metra).
Vypočítajte frekvenciu svetla. Frekvencia vlny sa rovná jej rýchlosti vydelenej jej vlnovou dĺžkou. Pri svetle je rýchlosť 300 miliónov metrov za sekundu alebo 3 x 10 ^ 8 metrov za sekundu.
Pre príklad problému je rýchlosť delená vlnovou dĺžkou 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 Hertzov.
Vypočítajte energiu svetla. Einsteinov veľký prielom spočíval v určení, že svetlo prichádzalo v malých malých balíčkoch energie; energia týchto paketov bola úmerná frekvencii. Konštanta proporcionality je číslo nazývané Planckova konštanta, čo je 4,136 x 10 ^ -15 eV-sekúnd. Takže energia svetelného paketu sa rovná Planckovej konštante x frekvencia.
Energia svetelných kvánt pre príklad problému je (4,136 x 10 ^ -15) x (7,23 x 10 ^ 14) = 2,99 eV.
Vyhľadajte pracovnú funkciu materiálu. Pracovná funkcia je množstvo energie potrebnej na vypáčenie elektrónu uvoľneného z povrchu materiálu.
Napríklad vyberte sodík, ktorý má pracovnú funkciu 2,75 eV.
Vypočítajte prebytočnú energiu prenášanú svetlom. Táto hodnota predstavuje maximálnu možnú kinetickú energiu fotoelektrónu. Rovnica, ktorú určil Einstein, hovorí (maximálna kinetická energia elektrónu) = (energia balíka energie dopadajúceho svetla) mínus (pracovná funkcia).
Napríklad maximálna kinetická energia elektrónu je: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Prvýkrát publikovaný v roku 1998, Richard Gaughan prispel do publikácií ako „Photonics Spectra“, „The Scientist“ a ďalších časopisov. Je autorom knihy „Náhodný génius: najväčšie náhodné objavy na svete“. Gaughan získal titul bakalára prírodných vied na Chicagskej univerzite.