Science >> Wetenschap >  >> Energie

Waarom komen alle foto -elektronen niet met dezelfde kinetische energie?

Foto -elektronen komen niet allemaal met dezelfde kinetische energie vanwege de werkfunctie van het metaal en de verdeling van energieniveaus in het metaal. Laten we het afbreken:

1. Werkfunctie:

* Elk metaal heeft een specifieke hoeveelheid energie, de werkfunctie genoemd (φ), die een elektron moet overwinnen om uit het oppervlak te ontsnappen.

* De werkfunctie vertegenwoordigt de bindende energie van het elektron aan het metaal.

* Wanneer een foton het metaal slaat, wordt de energie (Hν) gebruikt om de werkfunctie te overwinnen en de elektronenkinetische energie te geven.

2. Verdeling van energieniveaus:

* Elektronen in een metaal hebben niet allemaal dezelfde energie; Ze bestaan ​​in verschillende energieniveaus.

* Sommige elektronen kunnen steviger worden gebonden (hogere energieniveaus) dan andere.

* Wanneer een foton het metaal slaat, kan het interageren met elektronen op verschillende energieniveaus.

* Elektronen op lagere energieniveaus hebben minder energie nodig om te ontsnappen, wat resulteert in een hogere kinetische energie na het overwinnen van de werkfunctie.

De vergelijking:

De relatie tussen de energie van het foton, de werkfunctie en de kinetische energie van het foto -elektron wordt beschreven door de foto -elektrische effectvergelijking:

hν =φ + ke

waar:

* is de energie van het invallende foton

* φ is de werkfunctie van het metaal

* ke is de kinetische energie van het uitgezonden foto -elektron

Conclusie:

* Foto -elektronen hebben verschillende kinetische energieën vanwege de combinatie van de werkfunctie en de verschillende energieniveaus van elektronen in het metaal.

* Een foton met voldoende energie om de werkfunctie te overwinnen, kan een elektron uitwerpen, maar de kinetische energie van het elektron hangt af van het energieniveau waaruit het voortkomt.

Kortom, het is alsof je een bal over een heuvel rolt met verschillende uitgangspunten. De uiteindelijke snelheid van de bal (kinetische energie) hangt af van waar hij begon op de heuvel (energieniveau).