Foto-elektrisch effect

Foto-elektrisch effect: straling kan elektronen uit een metaal losmaken.

Eén foton kan maximaal één elektron vrijmaken. Het kost arbeid om elektronen los te maken, dit is de uittree-arbeid Wu.  Deze Wu hangt af van het soort materiaal.  Zie Binas.

Er worden alleen elektronen vrijgemaakt als de energie van de opvallende fotonen toereikend is dwz groter is dan of gelijk aan Wu is, dus als h.f ≥ Wu.

De grensfrequentie fgrens is de laagste frequentie waarbij elektronen vrijgemaakt kunnen worden.

Dus er zijn de volgende mogelijkheden:

  1. f < fgrens geen vrijmaking van elektronen.
  2. f = fgrens  de energie van de opvallende fotonen is precies genoeg om de elektronen vrij te maken. h fgrens  =  Wu
  3. f > fgrens  de energie van de opvallende fotonen is groter dan de Wu. De energie die overblijft : Ek van de uitgezonden elektronen

Dus  Ek =  h.f – Wu  =  hf – h fgrens

Rekenvoorbeeld

Straling (λ =  5,0.10-7 m) valt op een kathode bedekt met  Cs.

Bereken de maximale energie van de losgemaakte elektronen.

De uittree-arbeid bij Cs = 1,94 eV (zie Binas 24)

Opvallende straling : E = h.f  = h.c/λ = 6,63.10-34.(3,00.108/5,0.10-7 ) = 3,978.10-19 J =

3,978.10-19/1,6.10-19 = 2,49 eV.

Ek = 2,49 – 1,94 = 0,55 eV = 0,55.1,6.10-19 = 8,8.10-20 J

Enable Notifications    OK No thanks