Den fotoelektriske effekt
Lys kan kun slå elektroner ud af en metaloverflade, når hver foton bærer nok energi. Det understøtter lysets kvante-fotonmodel.
Tærskelfrekvens
Under en metalafhængig grænsefrekvens udsendes ingen elektroner, uanset intensitet. Hver foton skal overstige udtrædelsesarbejdet.
Fotoelektroners kinetiske energi
Einsteins ligning Kmax = hf − φ kobler fotonfrekvensen til elektronens maksimale kinetiske energi. Højere intensitet tilføjer flere fotoner, ikke mere energi pr. foton.
Simulér effekten
Brug den fotoelektriske simulering til at variere bølgelængden, iagttage elektronudsendelsen og finde stopspændingen for forskellige metaller.
Lys rammer ikke et metal som en jævn bølge — det ankommer i bittesmå energiudbrud kaldet fotoner, der hver bærer en fast mængde energi. En elektron slipper kun fri, hvis en enkelt fotons energi er mindst lige så stor som metallets udtrædelsesarbejde, den energi der normalt holder elektronen på plads. Overskydende energi bliver til elektronens kinetiske energi, når den flyver væk.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — maksimal kinetisk energi (eV): den største energi, en udslynget elektron bærer væk
- h — Plancks konstant (eV·s): lille konstant, der forbinder en fotons frekvens med dens energi
- f — frekvens (Hz): hvor mange lysbølger, der ankommer hvert sekund
- φ — udtrædelsesarbejde (eV): den mindste energi, der skal til for at trække en elektron fri af metallet
En foton, der rammer en natriumoverflade, bærer 3.1 eV energi. Natriums udtrædelsesarbejde er 2.1 eV. Hvad er den maksimale kinetiske energi for en udslynget elektron?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV