Prahová frekvence vs pracovní funkce
Pracovní funkce a prahová frekvence jsou dva pojmy spojené s fotoelektrickým jevem. Fotoelektrický jev je široce používaný experiment k demonstraci částicové povahy vln. V tomto článku budeme diskutovat o tom, co je fotoelektrický jev, jaká je pracovní funkce a prahová frekvence, jejich aplikace, podobnosti a rozdíly mezi pracovní funkcí a prahovou frekvencí.
Co je prahová frekvence?
Abychom správně porozuměli konceptu prahové frekvence, musíme nejprve porozumět fotoelektrickému jevu. Fotoelektrický jev je proces vymrštění elektronu z kovu v případě dopadajícího elektromagnetického záření. Fotoelektrický jev byl poprvé správně popsán Albertem Einsteinem. Vlnová teorie světla nedokázala popsat většinu pozorování fotoelektrického jevu. Pro dopadající vlny existuje prahová frekvence. To znamená, že bez ohledu na to, jak intenzivní jsou elektromagnetické vlny, elektrony by nebyly vyvrženy, pokud by neměly požadovanou frekvenci. Časová prodleva mezi dopadem světla a výronem elektronů je asi tisícina hodnoty vypočtené z vlnové teorie. Když je produkováno světlo překračující prahovou frekvenci, závisí počet emitovaných elektronů na intenzitě světla. Maximální kinetická energie vyvržených elektronů závisela na frekvenci dopadajícího světla. To vedlo k závěru fotonové teorie světla. To znamená, že světlo se při interakci s hmotou chová jako částice. Světlo přichází jako malé balíčky energie zvané fotony. Energie fotonu závisí pouze na frekvenci fotonu. To lze získat pomocí vzorce E=h f, kde E je energie fotonu, h je Plankova konstanta a f je frekvence vlny. Jakýkoli systém může absorbovat nebo emitovat pouze určité množství energie. Pozorování ukázala, že elektron pohltí foton pouze v případě, že energie fotonu je dostatečná k tomu, aby se elektron dostal do stabilního stavu. Prahová frekvence je označena výrazem ft
Co je pracovní funkce?
Funkce práce kovu je energie odpovídající prahové frekvenci kovu. Pracovní funkce se obvykle označuje řeckým písmenem φ. Albert Einstein použil pracovní funkci kovu k popisu fotoelektrického jevu. Maximální kinetická energie vyvržených elektronů závisela na frekvenci dopadajícího fotonu a pracovní funkci. K. E.max=hf – φ. Pracovní funkci kovu lze interpretovat jako minimální vazebnou energii nebo vazebnou energii povrchových elektronů. Pokud je energie dopadajících fotonů rovna pracovní funkci, bude kinetická energie uvolněných elektronů nulová.
Jaký je rozdíl mezi pracovní funkcí a prahovou frekvencí?
• Pracovní funkce se měří v joulech nebo elektronvoltech, ale prahová frekvence se měří v hertzech.
• Pracovní funkci lze přímo aplikovat na Einsteinovu rovnici fotoelektrického jevu. Chcete-li použít prahovou frekvenci, musíte frekvenci vynásobit konstantou plank, abyste získali odpovídající energii.
