Drempelfrekwensie vs. werkfunksie
Werkfunksie en drempelfrekwensie is twee terme wat met die foto-elektriese effek geassosieer word. Die foto-elektriese effek is 'n wyd gebruikte eksperiment om die deeltjie-aard van golwe te demonstreer. In hierdie artikel gaan ons bespreek wat foto-elektriese effek is, wat werkfunksie en drempelfrekwensie is, hul toepassings, die ooreenkomste en verskille tussen werkfunksie en drempelfrekwensie.
Wat is drempelfrekwensie?
Om die konsep van drempelfrekwensie behoorlik te verstaan, moet 'n mens eers die foto-elektriese effek verstaan. Foto-elektriese effek is die proses van die uitstoot van 'n elektron uit 'n metaal in die geval van invallende elektromagnetiese straling. Die foto-elektriese effek is eers behoorlik deur Albert Einstein beskryf. Die golfteorie van lig kon nie die meeste van die waarnemings van die foto-elektriese effek beskryf nie. Daar is 'n drempelfrekwensie vir die invallende golwe. Dit dui daarop dat, ongeag hoe intens die elektromagnetiese golwe is, elektrone nie uitgestoot sal word tensy dit die vereiste frekwensie het nie. Die tydsvertraging tussen die inval van lig en die uitstoot van elektrone is ongeveer 'n duisendste van die waarde wat uit die golfteorie bereken word. Wanneer lig wat die drempelfrekwensie oorskry, geproduseer word, hang die aantal uitgestraalde elektrone af van die intensiteit van die lig. Die maksimum kinetiese energie van die uitgeworpe elektrone was afhanklik van die frekwensie van die invallende lig. Dit het gelei tot die gevolgtrekking van die fotonteorie van lig. Dit beteken dat die lig as deeltjies optree wanneer dit met materie in wisselwerking tree. Die lig kom as klein pakkies energie wat fotone genoem word. Die energie van die foton hang slegs af van die frekwensie van die foton. Dit kan verkry word deur die formule E=h f te gebruik, waar E die energie van die foton is, h die Plank-konstante is, en f die frekwensie van die golf is. Enige stelsel kan slegs spesifieke hoeveelhede energie absorbeer of uitstraal. Die waarnemings het getoon dat die elektron die foton sal absorbeer slegs as die energie van die foton genoeg is om die elektron na 'n stabiele toestand te neem. Die drempelfrekwensie word aangedui deur die term ft
Wat is werkfunksie?
Die werkfunksie van 'n metaal is die energie wat ooreenstem met die drempelfrekwensie van die metaal. Die werkfunksie word gewoonlik met die Griekse letter φ aangedui. Albert Einstein het die werkfunksie van 'n metaal gebruik om die foto-elektriese effek te beskryf. Die maksimum kinetiese energie van die uitgeworpe elektrone het afgehang van die frekwensie van die invallende foton en die werkfunksie. K. E.max=hf – φ. Die werkfunksie van 'n metaal kan geïnterpreteer word as die minimum bindingsenergie of die bindingsenergie van die oppervlakelektrone. As die energie van die invallende fotone gelyk is aan die werkfunksie, sal die kinetiese energie van die vrygestelde elektrone nul wees.
Wat is die verskil tussen werkfunksie en drempelfrekwensie?
• Werkfunksie word in joule of elektronvolt gemeet, maar die drempelfrekwensie word in hertz gemeet.
• Werkfunksie kan direk op die Einstein-vergelyking van die foto-elektriese effek toegepas word. Om die drempelfrekwensie toe te pas, moet die frekwensie met die plankkonstante vermenigvuldig word om die ooreenstemmende energie te verkry.
