Förstå koncepten
* Fotoelektrisk effekt: Detta fenomen beskriver utsläpp av elektroner från ett material när ljus lyser på det. Ljusets energi absorberas av elektronerna, som sedan kan fly från materialet.
* arbetsfunktion (φ): Detta är den minsta energi som krävs för att ta bort en elektron från ytan på ett material.
* Plancks konstant (H): En grundläggande konstant i kvantmekanik som rör energin hos en foton till dess frekvens.
* frekvens (ν): Antalet vågvågor som passerar en punkt under en given tid.
* kinetic energi (KE): Den energi som en elektron har på grund av dess rörelse.
Ekvationen
Förhållandet mellan dessa begrepp ges av följande ekvation:
Ke =hν - φ
Där:
* KE är den maximala kinetiska energin hos de utsända elektronerna.
* h är Plancks konstant (6,63 x 10^-34 j · s).
* v är ljusets frekvens (2,53 x 10^-7 Hz).
* Φ är arbetsfunktionen (3,6 eV, som måste konverteras till Joules).
Beräkningar
1. Konvertera arbetsfunktionen till Joules:
* 1 eV =1,602 x 10^-19 j
* Φ =3,6 eV * (1,602 x 10^-19 j/eV) =5,767 x 10^-19 j
2. Beräkna fotonens energi (Hν):
* hν =(6,63 x 10^-34 j · s) * (2,53 x 10^-7 Hz) =1,68 x 10^-31 j
3. Beräkna den maximala kinetiska energin (KE):
* Ke =hν - φ
* Ke =(1,68 x 10^-31 j)-(5.767 x 10^-19 j)
* Ke =-5.765 x 10^-19 j
Resultat:
Den utsända elektronens maximala kinetiska energi är -5.765 x 10^-19 J . En negativ kinetisk energi är inte fysiskt möjlig. Detta indikerar att energin från det ultravioletta ljuset inte är tillräcklig för att övervinna materialets arbetsfunktion, vilket innebär att inga elektroner kommer att släppas ut.
Viktig anmärkning: Frekvensen för ultraviolett ljus är vanligtvis mycket högre än 2,53 x 10^-7 Hz. Detta värde är sannolikt felaktigt. Kontrollera den givna informationen.
