תדר סף לעומת פונקציית עבודה
פונקציית עבודה ותדר סף הם שני מונחים הקשורים לאפקט הפוטואלקטרי. האפקט הפוטואלקטרי הוא ניסוי בשימוש נרחב כדי להדגים את אופי החלקיקים של גלים. במאמר זה, אנו הולכים לדון מהו אפקט פוטואלקטרי, מה הם פונקציית עבודה ותדר סף, היישומים שלהם, הדמיון וההבדלים בין פונקציית עבודה ותדר סף.
מהו תדר סף?
כדי להבין נכון את הרעיון של תדר סף, יש להבין תחילה את האפקט הפוטואלקטרי.אפקט פוטו-אלקטרי הוא תהליך פליטת אלקטרון ממתכת במקרה של קרינה אלקטרומגנטית. האפקט הפוטואלקטרי תואר לראשונה על ידי אלברט איינשטיין. תורת הגלים של האור לא הצליחה לתאר את רוב התצפיות על האפקט הפוטואלקטרי. יש תדר סף לגלי האירוע. זה מצביע על כך שלא משנה כמה עוצמתיים הם הגלים האלקטרומגנטיים, אלקטרונים לא ייפלטו אלא אם יש להם את התדר הנדרש. עיכוב הזמן בין שכיחות האור לפליטת האלקטרונים הוא כאלף מהערך המחושב מתורת הגלים. כאשר מופק אור החורג מתדר הסף, מספר האלקטרונים הנפלטים תלוי בעוצמת האור. האנרגיה הקינטית המקסימלית של האלקטרונים שנפלטו הייתה תלויה בתדירות האור הנכנס. זה הוביל למסקנה של תורת הפוטונים של האור. המשמעות היא שהאור מתנהג כחלקיקים באינטראקציה עם החומר.האור מגיע כחבילות קטנות של אנרגיה הנקראות פוטונים. האנרגיה של הפוטון תלויה רק בתדירות הפוטון. ניתן לקבל זאת באמצעות הנוסחה E=h f, כאשר E היא האנרגיה של הפוטון, h הוא קבוע הפלנק, ו-f הוא תדר הגל. כל מערכת יכולה לספוג או לפלוט רק כמויות ספציפיות של אנרגיה. התצפיות הראו שהאלקטרון יספוג את הפוטון רק אם האנרגיה של הפוטון מספיקה כדי להביא את האלקטרון למצב יציב. תדירות הסף מסומנת במונח ft
מהי פונקציית עבודה?
פונקציית העבודה של מתכת היא האנרגיה המתאימה לתדר הסף של המתכת. פונקציית העבודה מסומנת בדרך כלל באות היוונית φ. אלברט איינשטיין השתמש בפונקציית העבודה של מתכת כדי לתאר את האפקט הפוטואלקטרי. האנרגיה הקינטית המקסימלית של האלקטרונים שנפלטו הייתה תלויה בתדירות הפוטון הנכנס ובפונקציית העבודה. K. E.max=hf – φ.ניתן לפרש את פונקציית העבודה של מתכת כאנרגיית הקשר המינימלית או אנרגיית הקשר של האלקטרונים על פני השטח. אם האנרגיה של הפוטונים הנכנסים שווה לפונקציית העבודה, האנרגיה הקינטית של האלקטרונים המשתחררים תהיה אפס.
מה ההבדל בין פונקציית עבודה ותדר סף?
• פונקציית העבודה נמדדת בג'אול או בוולט אלקטרוני, אך תדר הסף נמדד בהרץ.
• ניתן להחיל את פונקציית העבודה ישירות על משוואת איינשטיין של האפקט הפוטואלקטרי. כדי להחיל את תדר הסף, יש להכפיל את התדר בקבוע הפלנק על מנת לקבל את האנרגיה המתאימה.
