Rozdíl mezi prahovou frekvencí a pracovní funkcí

Prahová frekvence vs. pracovní funkce

Pracovní funkce a prahová frekvence jsou dva termíny spojené s fotoelektrickým efektem. Fotoelektrický efekt je široce používaný experiment k demonstraci částicové povahy vln. V tomto článku budeme diskutovat o tom, jaký je fotoelektrický efekt, jaká je pracovní funkce a prahová frekvence, jejich aplikace, podobnosti a rozdíly mezi pracovní funkcí a prahovou frekvencí.

Co je prahová frekvence?

Abychom správně porozuměli koncepci prahové frekvence, musíme nejprve pochopit fotoelektrický efekt. Fotoelektrický efekt je proces vytlačení elektronu z kovu v případě dopadajícího elektromagnetického záření. Fotoelektrický efekt poprvé správně popsal Albert Einstein. Vlnová teorie světla nedokázala popsat většinu pozorování fotoelektrického jevu. Pro dopadající vlny existuje prahová frekvence. To ukazuje, že bez ohledu na to, jak intenzivní jsou elektromagnetické vlny elektrony, by se nevyhodilo, pokud nemá požadovanou frekvenci. Časové zpoždění mezi dopadem světla a vypuzováním elektronů je asi tisícina hodnoty vypočtené z vlnové teorie. Když je produkováno světlo překračující prahovou frekvenci, závisí počet emitovaných elektronů na intenzitě světla. Maximální kinetická energie vypuzovaných elektronů závisí na frekvenci dopadajícího světla. To vedlo k závěru fotonové teorie světla. To znamená, že se světlo při interakci s hmotou chová jako částice. Světlo přichází jako malé balíčky energie nazývané fotony. Energie fotonu závisí pouze na frekvenci fotonu. Toho lze dosáhnout pomocí vzorce E = h f, kde E je energie fotonu, h je Plankova konstanta a f je frekvence vlny. Každý systém může absorbovat nebo emitovat pouze určité množství energie. Pozorování ukázala, že elektron absorbuje foton, pouze pokud energie fotonu stačí k tomu, aby se elektron dostal do stabilního stavu. Prahová frekvence je označena termínem f_t.

Co je to pracovní funkce?

Pracovní funkcí kovu je energie odpovídající prahové frekvenci kovu. Pracovní funkce je obvykle označena řeckým písmenem φ. Albert Einstein použil pracovní funkci kovu k popisu fotoelektrického jevu. Maximální kinetická energie vypuzovaných elektronů závisí na frekvenci dopadajícího fotonu a pracovní funkci. K.E._max= hf - φ. Pracovní funkci kovu lze interpretovat jako minimální vazebnou energii nebo vazebnou energii povrchových elektronů. Pokud se energie dopadajících fotonů rovná pracovní funkci, kinetická energie uvolněných elektronů bude nulová.