Kynnystaajuus vs. työtoiminto
Työtoiminto ja kynnystaajuus ovat kaksi termiä, jotka liittyvät valosähköiseen efektiin. Valosähköinen vaikutus on laaj alti käytetty koe a altojen hiukkasluonteen osoittamiseksi. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä valosähköinen efekti on, mitä työfunktio ja kynnystaajuus ovat, niiden sovelluksia, yhtäläisyyksiä ja eroja työfunktion ja kynnystaajuuden välillä.
Mikä on kynnystaajuus?
Jotta kynnystaajuuden käsitteen oikein ymmärtää, on ensin ymmärrettävä valosähköinen vaikutus. Valosähköinen vaikutus on prosessi, jossa elektroni irtoaa metallista tulevan sähkömagneettisen säteilyn tapauksessa. Albert Einstein kuvaili ensin kunnolla valosähköistä vaikutusta. Valon a altoteoria ei pystynyt kuvaamaan useimpia valosähköisen vaikutuksen havaintoja. Tulevilla aalloilla on kynnystaajuus. Tämä osoittaa, että riippumatta siitä, kuinka voimakkaita sähkömagneettiset aallot ovat, elektronit eivät poistuisi, ellei niillä ole vaadittua taajuutta. Aikaviive valon tulon ja elektronien ejektion välillä on noin tuhannesosa a altoteoriasta lasketusta arvosta. Kun tuotetaan kynnystaajuuden ylittävää valoa, emittoivien elektronien määrä riippuu valon voimakkuudesta. Ulosheitettyjen elektronien suurin kineettinen energia riippui tulevan valon taajuudesta. Tämä johti valon fotoniteorian johtopäätökseen. Tämä tarkoittaa, että valo käyttäytyy hiukkasina vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Valo tulee pieninä energiapaketteina, joita kutsutaan fotoneiksi. Fotonin energia riippuu vain fotonin taajuudesta. Tämä voidaan saada kaavalla E=h f, jossa E on fotonin energia, h on Plankin vakio ja f on aallon taajuus. Mikä tahansa järjestelmä voi absorboida tai lähettää vain tiettyjä määriä energiaa. Havainnot osoittivat, että elektroni absorboi fotonin vain, jos fotonin energia riittää viemään elektronin vakaaseen tilaan. Kynnystaajuutta merkitään termillä ft
Mikä on työtehtävä?
Metallin työfunktio on metallin kynnystaajuutta vastaava energia. Työfunktio on yleensä merkitty kreikkalaisella kirjaimella φ. Albert Einstein käytti metallin työfunktiota kuvaamaan valosähköistä vaikutusta. Ejektoituneiden elektronien suurin kineettinen energia riippui tulevan fotonin taajuudesta ja työfunktiosta. K. E.max=hf – φ. Metallin työfunktio voidaan tulkita minimisidosenergiaksi tai pintaelektronien sidosenergiaksi. Jos tulevien fotonien energia on yhtä suuri kuin työfunktio, vapautuneiden elektronien kineettinen energia on nolla.
Mitä eroa on työfunktiolla ja kynnystaajuudella?
• Työfunktio mitataan jouleina tai elektronivolteina, mutta kynnystaajuus mitataan hertseinä.
• Työfunktiota voidaan soveltaa suoraan valosähköisen efektin Einstein-yhtälöön. Kynnystaajuuden soveltamiseksi taajuus on kerrottava lankavakiolla, jotta saadaan vastaava energia.
