Slenkstinis dažnis ir darbo funkcija
Darbo funkcija ir slenkstinis dažnis yra du terminai, susiję su fotoelektriniu efektu. Fotoelektrinis efektas yra plačiai naudojamas eksperimentas, skirtas parodyti bangų dalelių prigimtį. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra fotoelektrinis efektas, kas yra darbo funkcija ir slenkstinis dažnis, jų pritaikymas, darbo funkcijos ir slenksčio dažnio panašumai ir skirtumai.
Kas yra slenkstinis dažnis?
Norint tinkamai suprasti slenksčio dažnio sąvoką, pirmiausia reikia suprasti fotoelektrinį efektą. Fotoelektrinis efektas yra elektrono išstūmimo iš metalo procesas, esant krintančios elektromagnetinės spinduliuotės atveju. Pirmą kartą fotoelektrinį efektą tinkamai apibūdino Albertas Einšteinas. Šviesos bangų teorija nesugebėjo aprašyti daugumos fotoelektrinio efekto stebėjimų. Yra krintančių bangų slenkstinis dažnis. Tai rodo, kad nesvarbu, kokios intensyvios elektromagnetinės bangos būtų, elektronai nebus išstumti, nebent jie turi reikiamą dažnį. Laiko delsa tarp šviesos patekimo ir elektronų išstūmimo yra maždaug tūkstantoji vertės, apskaičiuotos pagal bangų teoriją. Kai susidaro šviesa, viršijanti slenkstinį dažnį, skleidžiamų elektronų skaičius priklauso nuo šviesos intensyvumo. Didžiausia išmestų elektronų kinetinė energija priklausė nuo krintančios šviesos dažnio. Tai leido padaryti išvadą apie šviesos fotonų teoriją. Tai reiškia, kad sąveikaudama su medžiaga šviesa elgiasi kaip dalelės. Šviesa ateina kaip maži energijos paketai, vadinami fotonais. Fotono energija priklauso tik nuo fotono dažnio. Tai galima gauti naudojant formulę E=h f, kur E yra fotono energija, h yra Planko konstanta, o f yra bangos dažnis. Bet kuri sistema gali sugerti arba išskirti tik tam tikrus energijos kiekius. Stebėjimai parodė, kad elektronas sugers fotoną tik tuo atveju, jei fotono energijos pakaks, kad elektronas būtų stabilus. Slenkstinis dažnis žymimas terminu ft
Kas yra darbo funkcija?
Metalo darbo funkcija yra energija, atitinkanti metalo slenkstinį dažnį. Darbo funkcija dažniausiai žymima graikiška raide φ. Albertas Einšteinas fotoelektriniam efektui apibūdinti panaudojo metalo darbo funkciją. Didžiausia išmestų elektronų kinetinė energija priklausė nuo krintančio fotono dažnio ir darbo funkcijos. K. E.max=hf – φ. Metalo darbo funkcija gali būti aiškinama kaip minimali ryšio energija arba paviršiaus elektronų ryšio energija. Jei krintančių fotonų energija yra lygi darbo funkcijai, išlaisvintų elektronų kinetinė energija bus lygi nuliui.
Kuo skiriasi darbo funkcija ir slenkstinis dažnis?
• Darbo funkcija matuojama džauliais arba elektronvoltais, tačiau slenkstinis dažnis matuojamas hercais.
• Darbo funkcija gali būti tiesiogiai taikoma fotoelektrinio efekto Einšteino lygčiai. Norint taikyti slenkstinį dažnį, dažnis turi būti padaugintas iš lentos konstantos, kad būtų gauta atitinkama energija.
