7.4
כשאור באורך גל ובתדירות מסוימים מכה במתכת, אלקטרונים נפלטים מהמתכת. תופעה זו ידועה כאפקט הפוטואלקטרי. יחד עם זאת, רק אור מעל סף מסוים של תדירות יכול לגרום לפליטת אלקטרונים מהמתכת.
אור בתדירות נמוכה יותר אינו גורם לפליטת אלקטרונים ללא קשר לעוצמתו. מדוע זה כך? אלברט איינשטיין טען שאור מתנהג כזרם של חלקיקים או כחבילות זעירות.
חבילה אחת של אור, או קוונטום, נקראת פוטון. לכל פוטון יש אנרגיה, E, התלויה בתדירות שלו, nu. השניים קשורים זה לזה במשוואה זו, שבה h הוא קבוע של פלאנק ויש לו ערך של 6.626 כפול 10 במינוס 34 ג'אול-שניות.
אור, ולכן גם פוטונים, בתדירות גבוהה יותר הם בעלי אנרגיה גדולה יותר. אלקטרון קשור למתכת עם אנרגית קישור, phi. הידועה גם בשם פונקציית העבודה של המתכת, W.לכן, כמות אנרגיה גבוה מפיי נדרשת על מנת להתגבר על כוחות המשיכה ולעקור את האלקטרון.
כשפוטון עם אנרגיה גדולה מפיי מכה במתכת, האנרגיה העודפת שלו מועברת לאלקטרון כאנרגיה קינטית והאלקטרון נפלט. לסיכום האפקט הפוטואלקטרי, אור בתדר נמוך ובאורך גל ארוך אינו גורם לפליטת אלקטרונים מהמתכת. הגדלת העוצמה של אור בתדר נמוך רק מגדילה את מספר הפוטונים.
לכל פוטון עדיין אותה אנרגיה, שאינה מספיקה לעקירת אלקטרונים. אור באורך גל קצר יותר בתדר גבוה מתדר הסף גורם לפליטת אלקטרונים, מפני שכל פוטון הוא בעל אנרגיה גבוהה יותר. ככל שתדירות האור עולה, כך גם האנרגיה של הפוטון, ולכן גם האנרגיה הקינטית של האלקטרון שנפלט.
ככל שעוצמת האור גדולה יותר, פוטונים רבים יותר פוגעים במתכת ומספר גדול יותר של אלקטרונים נפלטים. האפקט הפוטואלקטרי מדגים את התנהגות החלקיקים של האור.
כאשר אור באורך גל מסוים פוגע במשטח מתכת, נפלטים אלקטרונים. זה נקרא האפקט הפוטואלקטרי. התדירות המינימלית של אור שיכולה לגרום לפליטת אלקטרונים כזו נקראת…
2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.