Efekt fotoelektryczny
Światło może wybić elektrony z powierzchni metalu tylko wtedy, gdy każdy foton niesie dość energii. Wspiera to model fotonowy światła.
Częstotliwość progowa
Poniżej progowej częstotliwości danego metalu żadne elektrony nie są emitowane niezależnie od natężenia. Każdy foton musi dostarczyć energię wyjścia.
Energia kinetyczna fotoelektronów
Równanie Einsteina Kmax = hf − φ wiąże częstotliwość fotonu z maksymalną energią kinetyczną elektronu. Zwiększanie intensywności dodaje więcej fotonów, nie więcej energii na foton.
Zasymuluj efekt
Użyj symulacji efektu fotoelektrycznego, zmieniaj długość fali, obserwuj emisję elektronów i wyznacz potencjał hamowania.
Światło nie uderza w metal jako gładka fala — przychodzi w maleńkich porcjach zwanych fotonami, każdy niosący stałą ilość energii. Elektron ucieka tylko, jeśli energia pojedynczego fotonu jest co najmniej tak duża jak praca wyjścia metalu — energia, która normalnie trzyma elektron na miejscu. Energia, która zostanie, staje się energią kinetyczną elektronu odlatującego.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — maksymalna energia kinetyczna (eV): największa energia, jaką wynosi wybity elektron
- h — stała Plancka (eV·s): maleńka stała łącząca częstotliwość fotonu z energią
- f — częstotliwość (Hz): ile fal światła przychodzi każdej sekundy
- φ — praca wyjścia (eV): minimalna energia potrzebna, by wyrwać elektron z metalu
Foton uderzający w powierzchnię sodu niesie 3.1 eV energii. Praca wyjścia sodu to 2.1 eV. Jaka jest maksymalna energia kinetyczna wybitego elektronu?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV