Bestäm våglängden för det infallande ljuset. Fotoelektroner matas ut från ett material när ljus inträffar på ytan. Olika våglängder ger olika maximal kinetisk energi.
Du kan till exempel välja en våglängd på 415 nanometer (en nanometer är en miljarddel meter).
Beräkna ljusets frekvens. Frekvensen för en våg är lika med dess hastighet dividerat med dess våglängd. För ljus är hastigheten 300 miljoner meter per sekund, eller 3 x 10 ^ 8 meter per sekund.
För exemplet är hastigheten dividerad med våglängden 3 x 10 ^ 8/415 x 10 ^ -9 = 7,23 x 10 ^ 14 Hertz.
Beräkna ljusets energi. Einsteins stora genombrott var att bestämma att ljuset kom i små små energipaket; energin hos dessa paket var proportionell mot frekvensen. Proportionalitetskonstanten är ett tal som kallas Plancks konstant, vilket är 4,366 x 10 ^ -15 eV-sekunder. Så energin i ett ljuspaket är lika med Plancks konstant x frekvensen.
Ljuskvantens energi för exemplet är (4.136 x 10 ^ -15) x (7.23 x 10 ^ 14) = 2.99 eV.
Slå upp materialets arbetsfunktion. Arbetsfunktionen är den mängd energi som krävs för att bända en elektron lös från ytan på ett material.
Välj till exempel natrium, som har en arbetsfunktion på 2,75 eV.
Beräkna överflödig energi som bärs av ljuset. Detta värde är den maximala möjliga kinetiska energin för fotoelektronen. Ekvationen, som Einstein bestämde, säger (elektronens maximala kinetiska energi) = (energi för det infallande ljusenergipaketet) minus (arbetsfunktionen).
Till exempel är elektronens maximala kinetiska energi: 2,99 eV - 2,75 eV = 0,24 eV.
Richard Gaughan publicerades först 1998 och har bidragit till publikationer som "Photonics Spectra", "The Scientist" och andra tidskrifter. Han är författare till "Accidental Genius: The World's Greatest By-Chance Discoveries." Gaughan har en kandidatexamen i fysik från University of Chicago.