الظاهرة الكهروضوئية

تردد العتبة

دون تردد قطع خاص بالمعدن، لا تنبعث إلكترونات مهما بلغت الشدة. يجب أن تتجاوز طاقة كل فوتون دالة الشغل.

الطاقة الحركية للإلكترونات الكهروضوئية

معادلة أينشتاين Kmax = hf − φ تربط تردد الفوتون بأقصى طاقة حركية للإلكترون. زيادة الشدة تضيف فوتونات أكثر، لا طاقة أعلى لكل فوتون.

حاكِ المظهر

استخدم محاكاة الظاهرة الكهروضوئية لتغيير الطول الموجي ومراقبة انبعاث الإلكترونات وإيجاد جهد الإيقاف لمعادن مختلفة.

لا يصدم الضوء معدنًا كموجة ملساء — بل يصل في دفعات دقيقة تسمى الفوتونات، كل منها يحمل مقدار طاقة ثابتًا. لا يفلت إلكترون إلا إذا كانت طاقة فوتون مفرد على الأقل بمقدار دالة شغل المعدن، الطاقة التي تمسك الإلكترون مكانه عادةً. وما يتبقى من طاقة يصير الطاقة الحركية للإلكترون وهو ينطلق.

KEₘₐₓ = h · f − φ

• KEₘₐₓ — أقصى طاقة حركية (eV): أعظم طاقة يحملها إلكترون مقذوف معه
• h — ثابت بلانك (eV·s): ثابت دقيق يربط تردد الفوتون بطاقته
• f — التردد (Hz): كم موجة ضوئية تصل في كل ثانية
• φ — دالة الشغل (eV): أدنى طاقة لازمة لانتزاع إلكترون حرًّا من المعدن

فوتون يسقط على سطح صوديوم يحمل طاقة 3.1 eV. دالة شغل الصوديوم 2.1 eV. ما أقصى طاقة حركية لإلكترون مقذوف؟

• hf = 3.1 eV
• φ = 2.1 eV

1. KEₘₐₓ = h · f − φ
2. KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV

KEₘₐₓ = 1.0 eV

جرّب المحاكاة التفاعلية

• عتبة الظاهرة الكهروضوئية