prahová frekvencia vs. pracovná funkcia
Pracovná funkcia a prahová frekvencia sú dva pojmy spojené s fotoelektrickým efektom. Fotoelektrický efekt je široko používaný experiment na demonštráciu časticovej povahy vĺn. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo je fotoelektrický efekt, aká je pracovná funkcia a prahová frekvencia, ich aplikácie, podobnosti a rozdiely medzi pracovnou funkciou a prahovou frekvenciou.
Čo je prahová frekvencia?
Pre správne pochopenie konceptu prahovej frekvencie musíme najprv pochopiť fotoelektrický efekt. Fotoelektrický jav je proces vyvrhnutia elektrónu z kovu v prípade dopadajúceho elektromagnetického žiarenia. Fotoelektrický efekt prvýkrát správne opísal Albert Einstein. Vlnová teória svetla nedokázala opísať väčšinu pozorovaní fotoelektrického javu. Pre dopadajúce vlny existuje prahová frekvencia. To naznačuje, že bez ohľadu na to, aké intenzívne sú elektromagnetické vlny, elektróny by neboli vyvrhnuté, pokiaľ by nemali požadovanú frekvenciu. Časové oneskorenie medzi dopadom svetla a vyvrhnutím elektrónov je asi tisícina hodnoty vypočítanej z vlnovej teórie. Keď sa vytvorí svetlo prekračujúce prahovú frekvenciu, počet emitovaných elektrónov závisí od intenzity svetla. Maximálna kinetická energia vyvrhnutých elektrónov závisela od frekvencie dopadajúceho svetla. To viedlo k záveru fotónovej teórie svetla. To znamená, že svetlo sa pri interakcii s hmotou správa ako častice. Svetlo prichádza ako malé balíčky energie nazývané fotóny. Energia fotónu závisí len od frekvencie fotónu. Dá sa to získať pomocou vzorca E=h f, kde E je energia fotónu, h je Plankova konštanta a f je frekvencia vlny. Každý systém môže absorbovať alebo vyžarovať iba určité množstvo energie. Pozorovania ukázali, že elektrón pohltí fotón iba vtedy, ak je energia fotónu dostatočná na to, aby sa elektrón dostal do stabilného stavu. Prahová frekvencia je označená výrazom ft
Čo je pracovná funkcia?
Pracovná funkcia kovu je energia zodpovedajúca prahovej frekvencii kovu. Pracovná funkcia sa zvyčajne označuje gréckym písmenom φ. Albert Einstein použil pracovnú funkciu kovu na opis fotoelektrického efektu. Maximálna kinetická energia vyvrhnutých elektrónov závisela od frekvencie dopadajúceho fotónu a pracovnej funkcie. K. E.max=hf – φ. Pracovnú funkciu kovu možno interpretovať ako minimálnu energiu väzby alebo energiu väzby povrchových elektrónov. Ak sa energia dopadajúcich fotónov rovná pracovnej funkcii, kinetická energia uvoľnených elektrónov bude nulová.
Aký je rozdiel medzi pracovnou funkciou a prahovou frekvenciou?
• Pracovná funkcia sa meria v jouloch alebo elektrónvoltoch, ale prahová frekvencia sa meria v hertzoch.
• Pracovnú funkciu možno priamo aplikovať na Einsteinovu rovnicu fotoelektrického javu. Ak chcete použiť prahovú frekvenciu, frekvencia sa musí vynásobiť konštantou planku, aby sa získala zodpovedajúca energia.
