HesapHanem

Fotoelektrik Etki Hesaplama

Fotoelektronların kinetik enerjisini bulun.

Nasıl hesaplanır?

Işık, enerjisi E = hc / λ olan fotonlar halinde gelir. Dalga boyu λ nanometre, enerji elektronvolt olduğunda hc = 1239,842 eV·nm'dir. Bir elektron, foton enerjisi iş fonksiyonunu φ (eV) aşarsa metalden çıkar ve en hızlı elektronlar KEmaks = E − φ kadar kinetik enerji taşır. Eşik dalga boyu λ0 = hc / φ olarak bulunur: daha uzun dalga boyları ışık ne kadar parlak olursa olsun hiçbir elektron koparamaz. E, φ'yi aşmazsa araç elektron salınmadığını bildirir. Dalga boyu sıfırdan büyük, φ negatif olmamalıdır. φ = 0 ise eşik yoktur ve araç eşik için "—" gösterir. Işık şiddeti elektron sayısını değiştirir, enerjisini değil.

Örnek hesaplama

İş fonksiyonu 4,3 eV olan bir metale 250 nm'lik mor ötesi ışık düşüyor. Foton enerjisi = 1239,842 / 250 = 4,959 eV. KEmaks = 4,959 − 4,3 = 0,659 eV. Eşik dalga boyu 1239,842 / 4,3 ≈ 288,34 nm olduğundan, 288,34 nm'den kısa her ışık bu metalden elektron koparır, daha uzun olanlar koparamaz.

Bu örneği dene →

Sık yapılan hatalar

  • Dalga boyunu metre veya mikrometre girmek; alan nanometre bekler.
  • İş fonksiyonunu elektronvolt yerine joule girmek.
  • Eşik üstü dalga boylarında daha parlak ışığın elektron koparacağını sanmak; bunu yalnızca foton enerjisi belirler.
  • Eşik dalga boyunu eşik frekansla karıştırmak: dalga boyu kısaldıkça frekans artar.
  • Kinetik enerjiyi hız sanmak; hız için KE = ½mv² ayrıca kullanılmalıdır.

Kaynaklar

Bu hesaplama hakkında

Bu hesaplayıcı, ışığa maruz kalan bir metal yüzeyden koparılan elektronların maksimum kinetik enerjisini bulmak için Einstein'ın fotoelektrik denklemini, KE_maks = hf − φ (ya da eşdeğer olarak hc/λ − φ) kullanır. Burada h Planck sabiti, f foton frekansı (dalga boyu λ için c/λ), φ ise malzemenin iş fonksiyonudur — metalden bir elektronu koparmak için gereken minimum enerji. Foton enerjisi iş fonksiyonunun altındaysa, ışığın şiddeti ne olursa olsun hiç elektron yayılmaz; bu da ışığın parçacık doğasının temel kanıtlarından biridir.

Fizik öğrencileri ve öğretmenleri, Einstein'ın 1905'te Nobel ödülü kazandıran fotoelektrik etki açıklamasını çalışırken eşik frekansı ve durdurma potansiyeli problemlerini bununla doğrular.

Bu faydalı oldu mu?

En fazla 3 tepki seçebilirsiniz.

Yorumlar (1)

  • Editör ekibi

    Sayılara alışmak için: sezyumun iş fonksiyonu yaklaşık 2,1 eV'tur ve eşik dalga boyu 590 nm civarına düşer. 2,331 eV'luk 532 nm yeşil ışık en çok yaklaşık 0,231 eV enerjili elektron koparır; 1,771 eV'luk 700 nm kırmızı ışık ise ne kadar parlak olursa olsun hiç elektron koparmaz. İş fonksiyonu değerleri kaynağa ve yüzey durumuna göre değişir. Hangi metal ve dalga boyuyla çalışıyorsunuz?

Popüler hesaplayıcılar

Kredi Hesaplama

Aylık taksit, toplam faiz ve ödeme planını hesaplayın.

Yüzde Hesaplama

Yüzde değişim, indirim ve oran hesaplamaları.

İndirim Hesaplama

İndirimli fiyatı, kazancı ve indirim tutarını hesaplayın.

Vücut Kitle Endeksi (VKİ)

Boy ve kiloya göre vücut kitle endeksini hesaplayın.

Yaş Hesaplama

Doğum tarihinden bugüne tam yıl, ay ve gün cinsinden yaşınızı hesaplayın.

Bileşik Faiz Hesaplama

Ana para, faiz oranı ve süreye göre bileşik faizle nihai tutarı hesaplayın.

Tüm Hesaplayıcılar