10. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

"Stajesz się kimś tylko w starciu z tym, co stawia ci opór."
Antoine de Saint Exupery

"Gdy przyjmujemy hipotezę, że substancja składa się z atomów, nie możemy uniknąć wniosku, że także elektryczność, zarówno dodatnia jak i ujemna jest podzielona na elementarne części, które zachowują się jak atomy elektryczności."
Hermann Helmholtz

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne zachodzi dla metali czyli dla substancji, w których oprócz elektronów na stałe związanych z atomami są także elektrony swobodne.

Elektrony te nie są związane z atomami, mogą poruszać się w całej objętości bryły metalu.

Strukturę metalu tworzą więc jony dodatnie i poruszające się między nimi elektrony swobodne.

Energia dostarczana przez światło potrzebna jest do oderwania się elektronu swobodnego z oddziaływania jonów sieci krystalicznej metalu.

Elektrony pokonują barierę potencjału - wykonują pracę przeciwko siłom pola elektrycznego.

Minimalna energia potrzebna do ucieczki elektronu swobodnego z metalu to inaczej praca wyjścia lub energia wyjścia.

Pracę wyjścia podajemy najczęściej w elektronowoltach dla uniknięcia konieczności posługiwania się bardzo małymi liczbami (ach te ujemne potęgi dziesiątki!)



Wartości pracy wyjścia elektronu z metali w elektronowoltach

Lp.	pierwiastek - metal	symbol chemiczny	praca wyjscia [w elektronowoltach]
1.	cez	Cs	2,14
2.	rubid	Rb	2,16
3.	sód	Na	2,75
4.	glin	Al	4,28
5.	cynk	ZN	4,33
6.	miedź	Cu	4,65
7.	żelazo	Fe	4,70
8.	platyna	Pt	5,65

Powrót na górę strony

Wzór Einsteina-Millikana - zasada zachowania energii dla zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego

Wielkości

W – praca wyjścia elektronu

E_k – energia kinetyczna fotoelektronu

E – energia kwantu fotonu

h – stała Plancka

c – prędkość światła w próżni

Zadanie

Obliczyć długość fali światła wywołującej zjawisko fotoelektryczne dla poszczególnych metali.

Rozwiązanie

Wzór Einsteina-Millikana dla fali granicznej - wywołującej zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

Powrót na górę strony


Praca wyjścia i maksymalna długość fali światła wywołującej zjawisko fotoelektryczne w nanometrach [nm] dla wybranych metali

Lp.	pierwiastek - metal	symbol chemiczny	maksymalna długość fali światła wywołującej zjawisko fotoelektryczne [w nanometrach]
1.	cez	Cs	581
2.	rubid	Rb	575
3.	sód	Na	452
4.	glin	Al	280
5.	cynk	ZN	287
6.	miedź	Cu	267
7.	żelazo	Fe	264
8.	platyna	Pt	220

Do wyjaśnienia zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego konieczne było przyjęcie hipotezy Maxa Plancka - energia światła przenoszona jest w postaci kwantów (porcji) energii.

Wartość energii jednego kwantu jest równa iloczynowi częstotliwości fali świetlnej i stałej.

"Po kilku nieudanych próbach, rozpoczętych w 1897 r. Planck opracował wzór opisujący promieniowanie ciała doskonale czarnego. Według teorii Plancka wielkość kwantu światła zależy od częstotliwości światła oraz stałej fizycznej, którą Planck oznaczył jako h. Hipoteza Plancka była całkowicie sprzeczna z ówczesnymi poglądami na naturę promieniowania, jednakże pozwoliła Planckowi na wyprowadzenie dokładnego, poprawnego wzoru opisującego promieniowanie ciała doskonale czarnego."

Powrót na górę strony

Praca wyjścia fotoelektronów dla niektórych metali

1.  Cez     - Cs - 2,14 

2.  Rubid   - Rb - 2,16  

3.  Sód     - Na - 2,75 

4.  Glin    - Al - 4,28 

5.  Cynk    - Zn - 4,33 

6.  Miedź   - Cu - 4,65  

7.  Żelazo  - Fe - 4,70 

8.  Platyna - Pt - 5,65  

319. Zasada zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym.

318. Zjawisko fotoelektryczne. Polega ono na tym, że światło wybija z powierzchni czystych metali elektrony.

320. Zasada zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym.

POWRÓT DO "FALE"

POWRÓT DO "ATOMU"
Powrót na górę strony

10.19-2008.03.04

---

kontakt