I den fotoelektriska effekten, varför är elektronernas kinetiska energi oberoende av ljusets intensitet?

Fotoelektrisk effekt förklarades först av Einstein. I fotoelektrisk effekt avges elektroner från metallens yta när ljus av en viss frekvens faller på den. Om ljuset är under en viss frekvens, oavsett hur intensiv, kommer inte elektroner att släppas ut. Å andra sidan kommer ljus över viss frekvens, men inte särskilt intensivt, alltid att leda till att elektron avges.

Nu förutspådde detta fenomen ljusets partiklar. Ljuset består av partiklar som kallas fotoner. Så ovanstående problem kan enkelt lösas. Antag att om vi lyser ett ljus med mindre frekvens men hög intensitet skulle ingenting hända, oavsett hur intensivt ljuset är, kommer elektronen att interagera endast med en foton, så frekvensen av ljus är huvudkomponenten i fotoelektrisk effekt.

Elektronerna behöver viss energi för att släppas ut från metallytan och denna energi kallas arbetsfunktion (W), som beror på metallen. När en foton interagerar med en elektron, kan energin om foton ges till elektronen och om foton har energi så stor som arbetsfunktionen, kan elektronen som absorberar fotonens energi fly från metallen. En foton med energi mindre än arbetsfunktionen kommer inte att kunna ta bort elektronerna.

När ljusfrekvensen (f) inträffar på en metallyta som har en arbetsfunktion (w) är den maximala kinetiska energin för den emitterade elektronen

K.Emax = hf- w

Den emitterade elektronen skulle ha en viss kinetisk energi och det skulle vara den maximala kinetiska energin. Fotonenergin skulle vara lika med energin hos den emitterade elektronen men vid beräkning av KE subtraheras arbetsfunktionen från fotonen (hf) eftersom det krävs en viss mängd energi för att avlägsna elektronen från atomen och så den kinetiska energin kommer att vara energin hos foton som subtraheras av arbetsfunktionen, eftersom den bestämmer mängden energi som krävs för att mata ut en elektron.

Om ljusets intensitet med energi över arbetsfunktionen ökar nu skulle fotonernas växelverkan vara mer och ju fler elektroner skulle emitteras men den maximala kinetiska energin skulle förbli densamma eftersom fotonenergin och arbetet funktionen kommer att vara densamma. Å andra sidan, om frekvensen eller energin ökas skulle arbetsfunktionen förbli densamma men energin skulle vara större och så den maximala kinetiska energin skulle vara jämförelsevis större (du kan förstå förklaringen genom att analysera formeln för KE som ges ovan ).

Lämna en kommentar