Forskjellen mellom terskelfrekvens og arbeidsfunksjon

Terskelfrekvens vs Arbeidsfunksjon

Arbeidsfunksjon og terskelfrekvens er to termer knyttet til den fotoelektriske effekten. Den fotoelektriske effekten er et mye brukt eksperiment for å demonstrere bølgenes partikkel natur. I denne artikkelen skal vi diskutere hva fotoelektrisk effekt er, hvilken arbeidsfunksjon og terskelfrekvens er deres applikasjoner, likhetene og forskjellene mellom arbeidsfunksjon og terskelfrekvens.

Hva er terskelfrekvensen?

For å forstå begrepet terskelfrekvens riktig må man først forstå den fotoelektriske effekten. Fotoelektrisk effekt er prosessen med utkastning av et elektron fra et metall ved tilfelle av elektromagnetiske strålinger. Den fotoelektriske effekten ble først riktig beskrevet av Albert Einstein. Bølgeteorien klarte ikke å beskrive de fleste observasjonene av den fotoelektriske effekten. Det er en terskelfrekvens for hendelsesbølgene. Dette indikerer at uansett hvor intense de elektromagnetiske bølgene er, vil elektronene ikke bli kastet ut med mindre den har den nødvendige frekvensen. Tidsforsinkelsen mellom lysets forekomst og utkastet av elektroner er omtrent tusen av verdien beregnet fra bølgetheoretikken. Når lys som overskrider terskelfrekvensen blir produsert, avhenger antall emitterte elektroner av lysets intensitet. Den maksimale kinetiske energien til de utstrålede elektronene avhenger av frekvensen av innfallslampen. Dette førte til konklusjonen av fotonets teori om lys. Dette betyr at lyset oppfører seg som partikler når det samhandler med materie. Lyset kommer som små pakker med energi kalt fotoner. Fotonenes energi er bare avhengig av fotons frekvens. Dette kan oppnås ved å bruke formelen E = h f, hvor E er energien til fotonet, h er Plank-konstanten, og f er frekvensen til bølgen. Ethvert system kan absorbere eller avgi bare bestemte mengder energi. Observasjonene viste at elektronen vil absorbere fotonen bare hvis fotonenes energi er nok til å ta elektronen i en stabil tilstand. Terskelfrekvensen er betegnet med uttrykket f_t.

Hva er arbeidsfunksjon?

Arbeidsfunksjonen til et metall er energien som tilsvarer terskelfrekvensen til metallet. Arbeidsfunksjonen er vanligvis betegnet av det greske bokstaven φ. Albert Einstein brukte arbeidsfunksjonen til et metall for å beskrive den fotoelektriske effekten. Den maksimale kinetiske energien til de utstrålede elektronene avhenger av frekvensen av hendelsesfotonen og arbeidsfunksjonen. K.E._max= hf - φ. Arbeidsfunksjonen til et metall kan tolkes som den minste bindingsenergien eller bindingsenergien til overflateelektronene. Hvis energien til hendelsesfotonene er lik arbeidsfunksjonen, vil den kinetiske energien til de frigjorte elektronene være null.