Threshold Frequency vs Work Function
Arbeidsfunksjon og terskelfrekvens er to termer knyttet til den fotoelektriske effekten. Den fotoelektriske effekten er et mye brukt eksperiment for å demonstrere partikkelnaturen til bølger. I denne artikkelen skal vi diskutere hva fotoelektrisk effekt er, hva arbeidsfunksjon og terskelfrekvens er, deres anvendelser, likheter og forskjeller mellom arbeidsfunksjon og terskelfrekvens.
Hva er terskelfrekvens?
For å forstå konseptet med terskelfrekvens, må man først forstå den fotoelektriske effekten. Fotoelektrisk effekt er prosessen med utstøting av et elektron fra et metall i tilfelle innfallende elektromagnetisk stråling. Den fotoelektriske effekten ble først korrekt beskrevet av Albert Einstein. Bølgeteorien om lys klarte ikke å beskrive de fleste observasjonene av den fotoelektriske effekten. Det er en terskelfrekvens for de innfallende bølgene. Dette indikerer at uansett hvor intense de elektromagnetiske bølgene er, vil elektroner ikke bli kastet ut med mindre de har den nødvendige frekvensen. Tidsforsinkelsen mellom innfall av lys og utstøting av elektroner er omtrent en tusendel av verdien beregnet fra bølgeteorien. Når det produseres lys som overskrider terskelfrekvensen, avhenger antall utsendte elektroner av intensiteten til lyset. Den maksimale kinetiske energien til de utkastede elektronene var avhengig av frekvensen til det innfallende lyset. Dette førte til konklusjonen av fotonteorien om lys. Dette betyr at lyset oppfører seg som partikler når det samhandler med materie. Lyset kommer som små energipakker k alt fotoner. Energien til fotonet avhenger bare av frekvensen til fotonet. Dette kan oppnås ved å bruke formelen E=h f, der E er energien til fotonet, h er Plankekonstanten, og f er frekvensen til bølgen. Ethvert system kan bare absorbere eller avgi spesifikke mengder energi. Observasjonene viste at elektronet vil absorbere fotonet bare hvis energien til fotonet er nok til å bringe elektronet til en stabil tilstand. Terskelfrekvensen er angitt med termen ft
Hva er arbeidsfunksjon?
Arbeidsfunksjonen til et metall er energien som tilsvarer terskelfrekvensen til metallet. Arbeidsfunksjonen er vanligvis betegnet med den greske bokstaven φ. Albert Einstein brukte arbeidsfunksjonen til et metall for å beskrive den fotoelektriske effekten. Den maksimale kinetiske energien til de utkastede elektronene var avhengig av frekvensen til det innfallende fotonet og arbeidsfunksjonen. K. E.max=hf – φ. Arbeidsfunksjonen til et metall kan tolkes som minimumsbindingsenergien eller bindingsenergien til overflateelektronene. Hvis energien til de innfallende fotonene er lik arbeidsfunksjonen, vil den kinetiske energien til de frigjorte elektronene være null.
Hva er forskjellen mellom arbeidsfunksjon og terskelfrekvens?
• Arbeidsfunksjonen måles i joule eller elektronvolt, men terskelfrekvensen måles i hertz.
• Arbeidsfunksjonen kan brukes direkte på Einstein-ligningen for den fotoelektriske effekten. For å bruke terskelfrekvensen må frekvensen multipliseres med plankekonstanten for å få den tilsvarende energien.
