Una luz brillante de baja frecuencia puede no lograr expulsar electrones mientras que una luz tenue de mayor frecuencia sí lo logra. La energía del fotón depende de la frecuencia, no solo de la intensidad.
Construya el modelo
Un fotón tiene energía proporcional a la frecuencia.
El función de trabajo es la energía mínima necesaria para liberar un electrón de una superficie.
Por encima del umbral, el exceso de energía del fotón puede convertirse en energía cinética del electrón.
fotón: Un cuanto de radiación electromagnética.
función de trabajo: Energía superficial mínima necesaria para liberar un electrón.
Ek(max) = hf − φ: sin emisión por debajo de 2.0 eV, que es el trabajo de extracción
Elija evidencias que puedan probarlo
Usa energía del fotón = constante de Planck × frecuencia.
Energía cinética máxima = energía del fotón - función de trabajo.
Aumentar la intensidad a frecuencia fija aumenta la tasa de llegada de fotones, no la energía individual de cada fotón.
En el laboratorio: Lee los ejes cuidadosamente en una gráfica de potencial de frenado o energía cinética. Identifica la frecuencia umbral desde la intersección de energía cero. Indica el metal y las condiciones experimentales porque la función de trabajo es específica del material.
Trabaje desde cantidades conocidas
Conocido: la energía del fotón es 5.0 electronvoltios y la función de trabajo es 2.0 electronvoltios.
Energía cinética máxima = energía del fotón - función de trabajo = 5.0 - 2.0 = 3.0 electronvoltios.
Un fotón de 1.5 electronvoltios no puede causar emisión desde esa superficie en este modelo.
Tu turno: La energía del fotón es 4.8 eV y la función de trabajo 2.1 eV. Encuentra la energía cinética máxima.
Verifique la conclusión y sus límites
Los electrones no acumulan muchos fotones subumbral en el modelo elemental de un solo fotón.
No confundas el número de fotones con la energía del fotón.
No es correcto: Duplicar la intensidad de la luz no duplica la energía de cada fotón a frecuencia fija. La intensidad es el número de fotones que llegan por segundo; la energía del fotón está determinada únicamente por la frecuencia (E = hf). Duplicar la intensidad duplica el número de electrones, no la energía de cada uno, tal como lo muestra exactamente la ecuación del efecto fotoeléctrico.
Clave:
Un fotón tiene energía proporcional a la frecuencia.
Usa energía del fotón = constante de Planck × frecuencia.
Observar: los electrones no acumulan muchos fotones subumbral en el modelo elemental de un solo fotón.
Escribir a partir de una energía cinética máxima de 3.6 electronvoltios
Un fotón tiene una energía de 6.0 electronvoltios y la función de trabajo es de 2.4 electronvoltios.
Encuentre la energía cinética máxima. Duplicar la intensidad no duplica la energía de cada fotón.
Escribir a partir de un umbral leído
Función de trabajo 2.0 eV; fotones incidentes de 3.0 eV.
Energía máxima del electrón = 3.0 − 2.0 = 1.0 eV = 1.6 × 10⁻¹⁹ J — por debajo del umbral, la intensidad no ayuda; por encima de él, la intensidad determina la corriente mientras que la frecuencia determina la energía.
Escribir a partir de un voltaje de frenado
Los electrones más rápidos son detenidos justo por 1.5 V.
Su energía cinética máxima es 1.5 eV: el voltaje de frenado mide la energía del electrón directamente, un voltio por cada electronvoltio.
Explorar
More photons, or more energy per photon?
A 5 eV photon and a 2 eV work function allow a maximum kinetic energy of 3 eV. Compare photon number with photon energy, including 1.5 eV photons that cannot cause emission from this surface.
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