Bir Fotoelektronun Maksimum Kinetik Enerjisi Nasıl Bulunur?

Gelen ışığın dalga boyunu belirleyin. Yüzeye ışık düştüğünde bir malzemeden fotoelektronlar çıkar. Farklı dalga boyları, farklı maksimum kinetik enerji ile sonuçlanacaktır.

Örneğin, 415 nanometrelik bir dalga boyu seçebilirsiniz (bir nanometre, metrenin milyarda biridir).

Işığın frekansını hesaplayın. Bir dalganın frekansı, dalga boyuna bölünen hızına eşittir. Işık için hız saniyede 300 milyon metre veya saniyede 3 x 10^8 metredir.

Örnek problem için, dalga boyuna bölünen hız 3 x 10^8 / 415 x 10^-9 = 7.23 x 10^14 Hertz'dir.

Işığın enerjisini hesaplayın. Einstein'ın büyük buluşu, ışığın küçücük enerji paketleri halinde geldiğini belirlemekti; bu paketlerin enerjisi frekansla orantılıydı. Orantı sabiti, Planck Sabiti adı verilen ve 4,136 x 10^-15 eV-saniye olan bir sayıdır. Yani bir hafif paketin enerjisi Planck Sabiti x frekansına eşittir.

Örnek problem için ışık kuantumunun enerjisi (4.136 x 10^-15) x (7.23 x 10^14) = 2.99 eV'dir.

Malzemenin çalışma fonksiyonuna bakın. İş fonksiyonu, bir malzemenin yüzeyinden bir elektronu koparmak için gereken enerji miktarıdır.

Örneğin, çalışma fonksiyonu 2,75 eV olan sodyumu seçin.

Işığın taşıdığı fazla enerjiyi hesaplayın. Bu değer, fotoelektronun mümkün olan maksimum kinetik enerjisidir. Einstein'ın belirlediği denklem (elektronun maksimum kinetik enerjisi) = (gelen ışık enerjisi paketinin enerjisi) eksi (iş fonksiyonu) diyor.

Örneğin, elektronun maksimum kinetik enerjisi: 2.99 eV - 2.75 eV = 0.24 eV.

İlk olarak 1998'de yayınlanan Richard Gaughan, "Photonics Spectra", "The Scientist" ve diğer dergiler gibi yayınlara katkıda bulunmuştur. "Tesadüfi Deha: Dünyanın En Büyük Rastlantısal Keşifleri" kitabının yazarıdır. Gaughan, Chicago Üniversitesi'nden fizik alanında lisans derecesine sahiptir.

  • Paylaş
instagram viewer