Verschil tussen drempelfrequentie en werkfunctie

Drempel Frequentie versus Werkfunctie

Werkfunctie en drempelfrequentie zijn twee termen die verband houden met het foto-elektrische effect. Het foto-elektrische effect is een veel gebruikt experiment om de deeltjesaard van golven te demonstreren. In dit artikel gaan we bespreken welk foto-elektrisch effect is, welke werkfunctie en drempelfrequentie er zijn, hun toepassingen, de overeenkomsten en verschillen tussen de werkfunctie en drempelfrequentie.

Wat is drempelfrequentie?

Om het begrip drempelfrequentie goed te begrijpen, moet eerst het foto-elektrische effect worden begrepen. Foto-elektrisch effect is het proces van het uitwerpen van een elektron uit een metaal in het geval van invallende elektromagnetische straling. Het foto-elektrische effect werd voor het eerst goed beschreven door Albert Einstein. De golftheorie van het licht kon de meeste waarnemingen van het foto-elektrische effect niet beschrijven. Er is een drempelfrequentie voor de invallende golven. Dit geeft aan dat ongeacht hoe intens de elektromagnetische golven zijn, elektronen niet worden uitgeworpen tenzij deze de vereiste frequentie hebben. De tijdsvertraging tussen de lichtinval en de uitstoot van elektronen is ongeveer een duizendste van de waarde die wordt berekend uit de golftheorie. Wanneer licht dat de drempelfrequentie overschrijdt wordt geproduceerd, hangt het aantal geëmitteerde elektronen af ​​van de intensiteit van het licht. De maximale kinetische energie van de uitgestoten elektronen hing af van de frequentie van het invallende licht. Dit leidde tot de conclusie van de fotontheorie van het licht. Dit betekent dat het licht zich gedraagt ​​als deeltjes in interactie met materie. Het licht komt als kleine pakketjes energie, fotonen genaamd. De energie van het foton is alleen afhankelijk van de frequentie van het foton. Dit kan worden verkregen met behulp van de formule E = h f, waarbij E de energie van het foton is, h de Plank-constante is en f de frequentie van de golf is. Elk systeem kan alleen specifieke hoeveelheden energie absorberen of uitstoten. De waarnemingen toonden aan dat het elektron alleen het foton zal absorberen als de energie van het foton voldoende is om het elektron in een stabiele toestand te brengen. De drempelfrequentie wordt aangegeven door de term f_t.

Wat is werkfunctie?

De werkfunctie van een metaal is de energie die overeenkomt met de drempelfrequentie van het metaal. De werkfunctie wordt meestal aangeduid met de Griekse letter φ. Albert Einstein gebruikte de werkfunctie van een metaal om het foto-elektrische effect te beschrijven. De maximale kinetische energie van de uitgestoten elektronen hing af van de frequentie van het invallende foton en de werkfunctie. K.E._max= hf - φ. De werkfunctie van een metaal kan worden geïnterpreteerd als de minimale bindingsenergie of de bindingsenergie van de oppervlakte-elektronen. Als de energie van de invallende fotonen gelijk is aan de werkfunctie, zal de kinetische energie van de vrijgekomen elektronen nul zijn.