Forskel mellem tærskelfrekvens og arbejdsfunktion
Tærskelfrekvens vs Arbejdsfunktion
Arbejdsfunktion og tærskelfrekvens er to udtryk associeret med den fotoelektriske virkning. Den fotoelektriske effekt er et udbredt eksperiment til at demonstrere bølgens partikel natur. I denne artikel skal vi diskutere, hvilken fotoelektrisk effekt er, hvilken arbejdsfunktion og tærskelfrekvens der er, deres anvendelser, lighederne og forskellene mellem arbejdsfunktion og tærskelfrekvens.
Hvad er tærskelfrekvens?
For at forstå begrebet tærskelfrekvens korrekt skal man først forstå den fotoelektriske effekt. Fotoelektrisk effekt er processen med udstødning af en elektron fra et metal i tilfælde af indfaldende elektromagnetiske strålinger. Den fotoelektriske virkning blev først korrekt beskrevet af Albert Einstein. Bølge-teorien om lys mislykkedes med at beskrive de fleste observationer af den fotoelektriske virkning. Der er en tærskelfrekvens for hændelsesbølgerne. Dette indikerer, at uanset hvor intens de elektromagnetiske bølger er, vil elektroner ikke blive udsendt, medmindre den har den nødvendige frekvens. Tidsforsinkelsen mellem lysets forekomst og udstødningen af elektroner er ca. tusindedel af værdien beregnet ud fra bølgetheoretikken. Når lys, der overstiger tærskelfrekvensen, er produceret, afhænger antallet af udsendte elektroner af lysets intensitet. Den maksimale kinetiske energi af de udstødte elektroner afhænger af frekvensen af det indfaldende lys. Dette førte til konklusionen af fotonets teori om lys. Det betyder, at lyset opfører sig som partikler, når de interagerer med materie. Lyset kommer som små pakker af energi kaldet fotoner. Fotonenes energi afhænger kun af fotonens frekvens. Dette kan opnås ved hjælp af formlen E = hf, hvor E er fotonens energi, h er Plank-konstanten, og f er frekvensen af bølgen. Ethvert system kan kun absorbere eller udsende bestemte mængder energi. Observationerne viste, at elektronen kun vil absorbere fotonet, hvis fotonenergien er tilstrækkelig til at tage elektronen i en stabil tilstand. Tærskelfrekvensen er betegnet med udtrykket f t .
Hvad er arbejdsfunktion?
Arbejdsfunktionen for et metal er den energi, der svarer til tærskelfrekvensen af metalet. Arbejdsfunktionen betegnes sædvanligvis af det græske bogstav φ. Albert Einstein brugte en metalfunktions arbejdsfunktion til at beskrive den fotoelektriske virkning. Den maksimale kinetiske energi af de udstødte elektroner afhænger af hyppigheden af den hændende foton og arbejdsfunktionen. K. E. max = hf - φ. Arbejdsfunktionen af et metal kan fortolkes som den mindste bindingsenergi eller bindingsenergien af overfladeelektronerne.Hvis energien fra de hændende fotoner er lig med arbejdsfunktionen, vil de frigivne elektroners kinetiske energi være nul.
|
Hvad er forskellen mellem arbejdsfunktion og tærskelfrekvens? • Arbejdsfunktionen måles i joules eller elektronvolt, men tærskelfrekvensen måles i hertz. • Arbejdsfunktionen kan anvendes direkte til Einstein-ligningen for den fotoelektriske effekt. For at anvende tærskelfrekvensen skal frekvensen multipliceres med plankekonstanten for at opnå den tilsvarende energi. |
