Laten we afbreken hoe we de maximale kinetische energie van een elektron uit een metaaloppervlak kunnen berekenen wanneer u wordt verlicht met ultraviolet licht. Hier is de uitleg en de berekening:

Inzicht in de concepten

* Foto -elektrisch effect: Dit fenomeen beschrijft de emissie van elektronen uit een materiaal wanneer het licht erop schijnt. De energie van het licht wordt geabsorbeerd door de elektronen, die vervolgens uit het materiaal kunnen ontsnappen.

* Werkfunctie (φ): Dit is de minimale energie die nodig is om een elektron uit het oppervlak van een materiaal te verwijderen.

* Planck's Constant (H): Een fundamentele constante in de kwantummechanica die de energie van een foton op zijn frequentie relateert.

* frequentie (ν): Het aantal lichtgolven dat een punt in een bepaalde tijd passeert.

* kinetische energie (ke): De energie die een elektron bezit vanwege zijn beweging.

De vergelijking

De relatie tussen deze concepten wordt gegeven door de volgende vergelijking:

Ke =hν - φ

Waar:

* KE is de maximale kinetische energie van de uitgezonden elektronen.

* H is de constante van Planck (6,63 x 10^-34 j · s).

* ν is de frequentie van het licht (2,53 x 10^-7 Hz).

* Φ is de werkfunctie (3,6 eV, die moet worden omgezet in joules).

Berekeningen

1. Converteer de werkfunctie naar 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. Bereken de energie van het foton (Hν):

* hν =(6.63 x 10^-34 j · s) * (2,53 x 10^-7 hz) =1,68 x 10^-31 j

3. Bereken de maximale kinetische energie (KE):

* Ke =hν - φ

* Ke =(1.68 x 10^-31 j)-(5.767 x 10^-19 j)

* Ke =-5.765 x 10^-19 j

Resultaat:

De maximale kinetische energie van de uitgezonden elektronen is -5.765 x 10^-19 J . Een negatieve kinetische energie is niet fysiek mogelijk. Dit geeft aan dat de energie van het ultraviolet licht niet voldoende is om de werkfunctie van het materiaal te overwinnen, wat betekent dat er geen elektronen worden uitgestoten.

Belangrijke opmerking: De frequentie van ultraviolet licht is meestal veel hoger dan 2,53 x 10^-7 Hz. Deze waarde is waarschijnlijk onjuist. Controleer de gegeven informatie dubbel.