Efectul fotoelectric
Lumina poate smulge electroni dintr-o suprafață metalică doar atunci când fiecare foton poartă suficientă energie. Aceasta susține modelul cuantic al fotonului.
Frecvență prag
Sub o frecvență de tăiere specifică metalului, niciun electron nu este emis, indiferent de intensitate. Fiecare foton trebuie să depășească energia funcției de lucru.
Energia cinetică a fotoelectronilor
Ecuația lui Einstein Kmax = hf − φ leagă frecvența fotonului de energia cinetică maximă a electronului. Creșterea intensității adaugă mai mulți fotoni, nu mai multă energie per foton.
Simulează efectul
Folosește simularea fotoelectrică pentru a varia lungimea de undă, a observa emisia de electroni și a găsi potențialul de oprire pentru diferite metale.
Lumina nu lovește un metal ca o undă netedă — sosește în explozii minusculе numite fotoni, fiecare purtând o cantitate fixă de energie. Un electron evadează doar dacă energia unui singur foton este cel puțin cât funcția de lucru a metalului, energia care îl ține normal pe electron în loc. Orice energie rămasă devine energia cinetică a electronului pe măsură ce zboară.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — energia cinetică maximă (eV): cea mai mare energie pe care un electron smuls o poartă cu el
- h — constanta lui Planck (eV·s): constantă minusculă care leagă frecvența fotonului de energia lui
- f — frecvența (Hz): câte unde de lumină sosesc în fiecare secundă
- φ — funcția de lucru (eV): energia minimă necesară pentru a smulge un electron din metal
Un foton care lovește o suprafață de sodiu poartă 3.1 eV de energie. Funcția de lucru a sodiului este 2.1 eV. Care este energia cinetică maximă a unui electron smuls?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV