Пороговая частота и рабочая функция
Рабочая функция и пороговая частота - это два термина, связанных с фотоэлектрическим эффектом. Фотоэлектрический эффект - широко используемый эксперимент для демонстрации корпускулярной природы волн. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое фотоэлектрический эффект, что такое работа выхода и пороговая частота, их применение, сходства и различия между работой выхода и пороговой частотой.
Что такое пороговая частота?
Чтобы правильно понять концепцию пороговой частоты, нужно сначала понять фотоэлектрический эффект. Фотоэффект – это процесс вырывания электрона из металла под действием падающего на него электромагнитного излучения. Фотоэффект впервые правильно описал Альберт Эйнштейн. Волновая теория света не смогла описать большинство наблюдений фотоэлектрического эффекта. Для падающих волн существует пороговая частота. Это указывает на то, что какими бы интенсивными ни были электромагнитные волны, электроны не будут выбрасываться, если они не будут иметь требуемой частоты. Временная задержка между падением света и выбросом электронов составляет примерно одну тысячную от значения, рассчитанного по волновой теории. Когда генерируется свет с частотой, превышающей пороговую, количество испускаемых электронов зависит от интенсивности света. Максимальная кинетическая энергия вылетающих электронов зависела от частоты падающего света. Это привело к выводу о фотонной теории света. Это означает, что свет ведет себя как частицы при взаимодействии с материей. Свет приходит в виде небольших пакетов энергии, называемых фотонами. Энергия фотона зависит только от частоты фотона. Это можно получить по формуле E=h f, где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, а f - частота волны. Любая система может поглощать или излучать только определенное количество энергии. Наблюдения показали, что электрон поглотит фотон только в том случае, если энергии фотона достаточно, чтобы перевести электрон в устойчивое состояние. Пороговая частота обозначается термином ft
Что такое рабочая функция?
Работой выхода металла является энергия, соответствующая пороговой частоте металла. Работу выхода обычно обозначают греческой буквой φ. Альберт Эйнштейн использовал работу выхода металла для описания фотоэлектрического эффекта. Максимальная кинетическая энергия вылетевших электронов зависела от частоты падающего фотона и работы выхода. К. Е.max=hf – φ. Работу выхода металла можно интерпретировать как минимальную энергию связи или энергию связи поверхностных электронов. Если энергия падающих фотонов равна работе выхода, то кинетическая энергия высвобожденных электронов будет равна нулю.
В чем разница между рабочей функцией и пороговой частотой?
• Работа выхода измеряется в джоулях или электрон-вольтах, но пороговая частота измеряется в герцах.
• Работа выхода может быть непосредственно применена к уравнению Эйнштейна фотоэлектрического эффекта. Чтобы применить пороговую частоту, нужно умножить частоту на планковскую постоянную, чтобы получить соответствующую энергию.
