A fényelektromos jelenség
A fény csak akkor tud elektronokat kilökni egy fémes felületről, ha minden egyes foton elég energiát hordoz. Ez a fény kvantumfoton-modelljét támasztja alá.
Küszöbfrekvencia
Egy fémre jellemző küszöbfrekvencia alatt egyetlen elektron sem lép ki, függetlenül az intenzitástól. Minden fotonnak meg kell haladnia a kilépési munka energiáját.
A fotoelektronok mozgási energiája
Einstein egyenlete, a Kmax = hf − φ a fotonfrekvenciát a maximális elektron-mozgási energiához köti. Az intenzitás növelése több fotont ad, nem nagyobb energiát fotononként.
Szimuláld a jelenséget
Használd a fényelektromos szimulációt a hullámhossz változtatásához, az elektronkibocsátás megfigyeléséhez és a megállító feszültség megtalálásához különböző fémeknél.
A fény nem sima hullámként érkezik egy fémhez — apró csomagokban, fotonokban érkezik, mindegyik rögzített energiamennyiséget hordozva. Egy elektron csak akkor szabadul ki, ha egyetlen foton energiája legalább akkora, mint a fém kilépési munkája — az az energia, amely normálisan a helyén tartja az elektront. Ami energia megmarad, az az elektron mozgási energiája lesz, ahogy elrepül.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — maximális mozgási energia (eV): a legnagyobb energia, amit egy kilépő elektron elvisz
- h — Planck-állandó (eV·s): apró állandó, amely a foton frekvenciáját az energiájához köti
- f — frekvencia (Hz): hány fényhullám érkezik másodpercenként
- φ — kilépési munka (eV): a minimális energia, hogy egy elektront kiszabadítsunk a fémből
Egy nátriumfelületre csapódó foton 3.1 eV energiát hordoz. A nátrium kilépési munkája 2.1 eV. Mekkora egy kilépő elektron maximális mozgási energiája?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV