Визначте довжину хвилі падаючого світла. Фотоелектрони викидаються з матеріалу, коли світло падає на поверхню. Різні довжини хвиль призводять до різної максимальної кінетичної енергії.
Наприклад, ви можете вибрати довжину хвилі 415 нанометрів (нанометр - це одна мільярдна частина метра).
Обчисліть частоту світла. Частота хвилі дорівнює її швидкості, поділеній на довжину хвилі. Для світла швидкість становить 300 мільйонів метрів в секунду, або 3 х 10 ^ 8 метрів в секунду.
Для прикладу задачі швидкість, поділена на довжину хвилі, дорівнює 3 х 10 ^ 8/415 х 10 ^ -9 = 7,23 х 10 ^ 14 Герц.
Обчисліть енергію світла. Великий прорив Ейнштейна визначав, що світло надходить у крихітних маленьких енергетичних пакетах; енергія цих пакетів пропорційна частоті. Константа пропорційності - це число, що називається Постійною Планка, яке становить 4,136 х 10 ^ -15 еВ-секунд. Отже, енергія світлового пакета дорівнює константі Планка х частоті.
Енергія квантів світла для прикладу задачі дорівнює (4,136 х 10 ^ -15) х (7,23 х 10 ^ 14) = 2,99 еВ.
Знайдіть робочу функцію матеріалу. Робоча функція - це кількість енергії, необхідна для витягування електрона з поверхні матеріалу.
Для прикладу виберіть натрій, який має робочу функцію 2,75 еВ.
Обчисліть надлишок енергії, яку несе світло. Це значення є максимально можливою кінетичною енергією фотоелектрона. Рівняння, яке визначив Ейнштейн, говорить (максимальна кінетична енергія електрона) = (енергія енергетичного пакета падаючого світла) мінус (робоча функція).
Наприклад, максимальна кінетична енергія електрона: 2,99 еВ - 2,75 еВ = 0,24 еВ.
Вперше опублікований у 1998 році, Річард Гоган брав участь у публікаціях, таких як "Photonics Spectra", "The Scientist" та інших журналах. Він є автором книги "Випадковий геній: найбільші випадкові відкриття у світі". Гоган отримав ступінь бакалавра фізики в Чиказькому університеті.