ზღვრული სიხშირე სამუშაო ფუნქციის წინააღმდეგ
სამუშაო ფუნქცია და ზღურბლის სიხშირე ორი ტერმინია, რომელიც დაკავშირებულია ფოტოელექტრული ეფექტთან. ფოტოელექტრული ეფექტი არის ფართოდ გამოყენებული ექსპერიმენტი ტალღების ნაწილაკების ბუნების დემონსტრირებისთვის. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის ფოტოელექტრული ეფექტი, რა არის სამუშაო ფუნქცია და ზღვრული სიხშირე, მათი გამოყენება, მსგავსება და განსხვავებები სამუშაო ფუნქციასა და ბარიერის სიხშირეს შორის.
რა არის ბარიერის სიხშირე?
ზღვრული სიხშირის ცნების სწორად გასაგებად, ჯერ უნდა გავიგოთ ფოტოელექტრული ეფექტი.ფოტოელექტრული ეფექტი არის ლითონისგან ელექტრონის გამოდევნის პროცესი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შემთხვევის შემთხვევაში. ფოტოელექტრული ეფექტი პირველად სწორად აღწერა ალბერტ აინშტაინმა. სინათლის ტალღური თეორია ვერ აღწერდა ფოტოელექტრული ეფექტის დაკვირვებების უმეტესობას. ინციდენტის ტალღებისთვის არის ბარიერის სიხშირე. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ რაც არ უნდა ინტენსიური იყოს ელექტრომაგნიტური ტალღები, ელექტრონები არ გამოიდევნება, თუ მას არ ექნება საჭირო სიხშირე. დროის შეფერხება სინათლის ინციდენტსა და ელექტრონების გამოდევნას შორის არის ტალღის თეორიიდან გამოთვლილი მნიშვნელობის დაახლოებით მეათასედი. როდესაც წარმოიქმნება სინათლე, რომელიც აღემატება ზღურბლის სიხშირეს, გამოსხივებული ელექტრონების რაოდენობა დამოკიდებულია სინათლის ინტენსივობაზე. გამოდევნილი ელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია დამოკიდებული იყო დაცემის სინათლის სიხშირეზე. ამან განაპირობა სინათლის ფოტონის თეორიის დასკვნა. ეს ნიშნავს, რომ მატერიასთან ურთიერთობისას სინათლე ნაწილაკებად იქცევა.სინათლე მოდის ენერგიის მცირე პაკეტების სახით, რომელსაც ფოტონები ეწოდება. ფოტონის ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ ფოტონის სიხშირეზე. ეს შეიძლება მივიღოთ ფორმულის გამოყენებით E=h f, სადაც E არის ფოტონის ენერგია, h არის პლანკის მუდმივა და f არის ტალღის სიხშირე. ნებისმიერ სისტემას შეუძლია მხოლოდ გარკვეული რაოდენობის ენერგიის შთანთქმა ან გამოსხივება. დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ ელექტრონი შთანთქავს ფოტონს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ფოტონის ენერგია საკმარისი იქნება ელექტრონის სტაბილურ მდგომარეობაში გადასაყვანად. ზღურბლის სიხშირე აღინიშნება ტერმინით ft
რა არის სამუშაო ფუნქცია?
მეტალის მუშაობის ფუნქცია არის ენერგია, რომელიც შეესაბამება ლითონის ბარიერის სიხშირეს. სამუშაო ფუნქცია ჩვეულებრივ აღინიშნება ბერძნული ასო φ. ალბერტ აინშტაინმა გამოიყენა ლითონის მუშაობის ფუნქცია ფოტოელექტრული ეფექტის აღსაწერად. გამოდევნილი ელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია დამოკიდებული იყო შემხვედრი ფოტონის სიხშირეზე და სამუშაო ფუნქციაზე. K. E.max=hf – φ.ლითონის სამუშაო ფუნქცია შეიძლება განიმარტოს როგორც ბმის მინიმალური ენერგია ან ზედაპირული ელექტრონების ბმის ენერგია. თუ შემხვედრი ფოტონების ენერგია სამუშაო ფუნქციის ტოლია, გამოთავისუფლებული ელექტრონების კინეტიკური ენერგია იქნება ნული.
რა განსხვავებაა სამუშაო ფუნქციასა და ბარიერის სიხშირეს შორის?
• სამუშაო ფუნქცია იზომება ჯოულებში ან ელექტრონ ვოლტებში, მაგრამ ზღურბლის სიხშირე იზომება ჰერცში.
• სამუშაო ფუნქცია შეიძლება პირდაპირ იქნას გამოყენებული ფოტოელექტრული ეფექტის აინშტაინის განტოლებაზე. ზღვრული სიხშირის გამოსაყენებლად სიხშირე უნდა გავამრავლოთ ფიცრის მუდმივზე, რათა მივიღოთ შესაბამისი ენერგია.
