skripta

Fotoelektrični efekt i de Broglieva valna duljina

Fotoelektrični efekt

Fotoelektrični efekt je pojava kojom opisujemo izbijanje elektrona iz metala pod utjecajem elektromagnetskog zračenja. Energiju elektromagnetskog zračenja (svjetlosti) \(E_f\) čine fotoni, a ona se troši na izlazni rad metala \(W_i\) i kinetičku energiju izbijenog elektrona \(E_k\).

\( hf =h\frac{c}{\lambda} = W_i + E_k \)
  - Gradivo.hr
  - Gradivo.hr

Energija zračenja mora biti veća od izlaznog rada metala da bi došlo do fotoelektričnog efekta. Minimalnu frekvenciju za koju dolazi do fotoelektričnog efekta zovemo granična frekvencija \(f_g\) i vrijedi:

\( hf_g = h\frac{c}{\lambda _g} = W_i \)

Izbijene elektrone možemo zaustaviti nekom razlikom potencijala koju zovemo zaustavni napon \(U\). Taj je zaustavni napon iznosom jednak kinetičkoj energiji u elektronvoltima.

\(1 \mathrm{eV} = 1,6 \cdot 10^{-19}\mathrm{J} \)

Fotoelektrični efekt možemo opisati i izrazom:

\( E_k = eU \rightarrow hf =h\frac{c}{\lambda} = W_i + eU \)

Broj izbačenih elektrona ne ovisi o valnoj duljini nego samo o intenzitetu upadnog zračenja. Povećanjem intenziteta povećavamo broj izbačenih elektrona iz metala.

de broglieva valna duljina

Fotoelektrični efekt pokazuje da svjetlost uz valna ima i čestična svojstva (roj fotona). Relaciju kojom povezujemo valna svojstva (valnu duljinu) i čestična svojstva (količinu gibanja) zovemo de Broglieva relacija i opisujemo izrazom:

\( \lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv} \)

Pripadnu valnu duljinu zovemo de Broglieva valna duljina.

Zadatci s državne mature vezani uz gradivo: Fotoelektrični efekt i de Broglieva valna duljina