Fotoelektrik etki
Fotoelektrik etki, ışığın enerjiyi foton adı verilen kesikli paketler halinde taşıdığını gösterdi. Bu, ışığın kuantum modelinin kurulmasına yardımcı oldu.
Işığı fotonlar olarak düşünmek
Foton modelinde her foton hf enerjisi taşır; burada h Planck sabiti, f ise frekanstır. Daha parlak ışık daha çok foton demektir, ancak her fotonun enerjisi şiddete değil frekansa bağlıdır.
Eşik frekansı
Elektronlar ancak her foton malzemenin iş fonksiyonunu aşacak kadar enerji taşıyorsa salınır. Bu yüzden, ışık ne kadar güçlü olursa olsun elektron çıkmayan bir eşik frekansı vardır.
Bu fikri simülasyonla test edin
Işık frekansını ve metal yüzeyi simülasyonda değiştirerek fotoelektronların ne zaman ortaya çıktığını görün. Eşik frekansını ve durdurma potansiyelini Einstein denkleminden gelen öngörülerle karşılaştırın.
Fotoelektrik Etki
Işık bir metale düzgün bir dalga olarak çarpmaz — her biri sabit bir enerji miktarı taşıyan foton adı verilen küçük patlamalar halinde gelir. Bir elektron ancak tek bir fotonun enerjisi metalin iş fonksiyonuna, yani elektronu normalde yerinde tutan enerjiye eşit veya ondan büyükse kaçabilir. Geriye kalan enerji ise elektron fırladıkça onun kinetik enerjisi olur.
KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ — maksimum kinetik enerji (eV): fırlayan bir elektronun taşıyabileceği en büyük enerji
- h — Planck sabiti (eV·s): bir fotonun frekansını enerjisine bağlayan küçük sabit
- f — frekans (Hz): her saniye kaç ışık dalgasının geldiği
- φ — iş fonksiyonu (eV): bir elektronu metalden koparmak için gereken minimum enerji
Bir sodyum yüzeyine çarpan bir foton 3,1 eV enerji taşıyor. Sodyumun iş fonksiyonu 2,1 eV. Fırlayan bir elektronun maksimum kinetik enerjisi nedir?
- hf = 3.1 eV
- φ = 2.1 eV
- KEₘₐₓ = h · f − φ
- KEₘₐₓ = 3.1 eV − 2.1 eV
KEₘₐₓ = 1.0 eV