Den fotoelektriska effekten
Ljus kan slå ut elektroner från en metallyta endast när varje foton har tillräckligt med energi. Detta stöder kvantmodellen av ljuset som fotoner.
Tröskelfrekvens
Under en metallspecifik gränsfrekvens emitteras inga elektroner oavsett intensitet. Varje foton måste överstiga utträdesarbetet.
Fotoelektronernas rörelseenergi
Einsteins ekvation Kmax = hf − φ kopplar fotonfrekvensen till elektronens maximala rörelseenergi. Högre intensitet ger fler fotoner, inte högre energi per foton.
Simulera effekten
Använd den fotoelektriska simuleringen för att variera våglängden, observera elektronemission och hitta stoppspänningen för olika metaller.
Ljus träffar inte en metall som en jämn våg — det anländer i små paket som kallas fotoner, var och en med en fast mängd energi. En elektron slipper bara ut om en enda fotons energi är minst lika stor som metallens utträdesarbete, energin som normalt håller elektronen på plats. Energin som blir över blir elektronens rörelseenergi när den flyger iväg.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — maximal kinetisk energi (eV): den största energi en utslagen elektron bär med sig
- h — Plancks konstant (eV·s): mycket liten konstant som kopplar en fotons frekvens till dess energi
- f — frekvens (Hz): hur många ljusvågor som anländer varje sekund
- φ — utträdesarbete (eV): minsta energi som krävs för att dra loss en elektron från metallen
En foton som träffar en natriumyta bär energin 3.1 eV. Natriums utträdesarbete är 2.1 eV. Vad är den största rörelseenergin hos en utslagen elektron?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV