Częstotliwość progowa a funkcja pracy
Funkcja pracy i częstotliwość progowa to dwa pojęcia związane z efektem fotoelektrycznym. Efekt fotoelektryczny jest szeroko stosowanym eksperymentem demonstrującym cząsteczkową naturę fal. W tym artykule omówimy, czym jest efekt fotoelektryczny, jaka jest funkcja pracy i częstotliwość progowa, ich zastosowania, podobieństwa i różnice między funkcją pracy a częstotliwością progową.
Co to jest częstotliwość progowa?
Aby właściwie zrozumieć pojęcie częstotliwości progowej, należy najpierw zrozumieć efekt fotoelektryczny. Efekt fotoelektryczny to proces wyrzucania elektronu z metalu w przypadku padającego promieniowania elektromagnetycznego. Efekt fotoelektryczny został po raz pierwszy właściwie opisany przez Alberta Einsteina. Falowa teoria światła nie opisała większości obserwacji efektu fotoelektrycznego. Istnieje częstotliwość progowa dla fal padających. Oznacza to, że bez względu na to, jak intensywne są fale elektromagnetyczne, elektrony nie zostaną wyrzucone, jeśli nie będą miały wymaganej częstotliwości. Opóźnienie czasowe między padaniem światła a wyrzucaniem elektronów wynosi około jednej tysięcznej wartości obliczonej na podstawie teorii falowej. Gdy wytwarzane jest światło przekraczające częstotliwość progową, liczba emitowanych elektronów zależy od natężenia światła. Maksymalna energia kinetyczna wyrzucanych elektronów zależała od częstotliwości padającego światła. Doprowadziło to do konkluzji fotonowej teorii światła. Oznacza to, że światło zachowuje się jak cząsteczki podczas interakcji z materią. Światło przychodzi jako małe pakiety energii zwane fotonami. Energia fotonu zależy tylko od częstotliwości fotonu. Można to uzyskać za pomocą wzoru E=h f, gdzie E jest energią fotonu, h jest stałą Planka, a f jest częstotliwością fali. Każdy system może pochłaniać lub emitować tylko określone ilości energii. Obserwacje wykazały, że elektron pochłonie foton tylko wtedy, gdy energia fotonu jest wystarczająca do doprowadzenia elektronu do stanu stabilnego. Częstotliwość progowa jest oznaczona terminem ft
Co to jest funkcja pracy?
Funkcją pracy metalu jest energia odpowiadająca częstotliwości progowej metalu. Funkcja pracy jest zwykle oznaczana grecką literą φ. Albert Einstein użył funkcji pracy metalu do opisania efektu fotoelektrycznego. Maksymalna energia kinetyczna wyrzucanych elektronów zależała od częstotliwości padającego fotonu i funkcji pracy. K. E.max=hf – φ. Funkcję pracy metalu można interpretować jako minimalną energię wiązania lub energię wiązania elektronów powierzchniowych. Jeżeli energia padających fotonów jest równa funkcji pracy, energia kinetyczna uwolnionych elektronów będzie równa zeru.
Jaka jest różnica między funkcją pracy a częstotliwością progową?
• Funkcja pracy jest mierzona w dżulach lub elektronowoltach, ale częstotliwość progowa jest mierzona w hercach.
• Funkcja pracy może być bezpośrednio zastosowana do równania Einsteina efektu fotoelektrycznego. Aby zastosować częstotliwość progową, częstotliwość należy pomnożyć przez stałą planka w celu uzyskania odpowiedniej energii.
