Fizică Alte teme
Ce este efectul fotoelectric extern?
Efectul fotoelectric extern este emisia de electroni de pe suprafața unui metal atunci când este iradiat cu lumină de frecvență suficientă. Acest fenomen a demonstrat natura corpusculară a luminii și a condus la premiul Nobel pentru Einstein în 1921. Ecuația lui Einstein este hf = Φ + E_c,max, unde h este constanta lui Planck, f frecvența, Φ lucrul de extracție și E_c,max energia cinetică maximă a electronilor emiși.
Condiții și ecuație
- Frecvența de prag Emisia are loc doar dacă f ≥ f_0, unde f_0 = Φ/h. Exemplu: pentru cupru, Φ ≈ 4,7 eV, deci f_0 ≈ 1,13×10^{15} Hz.
- Ecuația lui Einstein hf = Φ + E_c,max. Aici, h = 6,63×10^{-34} J·s, f frecvența luminii incidente, Φ lucrul de extracție în jouli, E_c,max în jouli.
- Creșterea intensității mărește numărul de electroni emiși, dar nu și energia lor maximă. Energia depinde doar de frecvență.
Exemplu de calcul
- 1 Datele Lumină cu λ = 300 nm (UV) lovește un metal cu Φ = 2,3 eV. Calculează E_c,max.
- 2 Calculează f și energia fotonului f = c/λ = 3×10^8 / 300×10^{-9} = 1×10^{15} Hz. E_foton = hf = 4,14×10^{-15} eV·s × 1×10^{15} Hz = 4,14 eV.
- 3 Aplică ecuația E_c,max = hf - Φ = 4,14 eV - 2,3 eV = 1,84 eV.
Verifică întotdeauna dacă f ≥ f_0 înainte de a calcula E_c,max, altfel nu există emisie.