Fotoelektrik Olay Hesaplayıcı nedir?
Bu araç, Einstein'ın fotoelektrik denklemini kullanarak belirli bir frekanstaki ışık bir metal yüzeye çarptığında kopan elektronların maksimum kinetik enerjisini hesaplar. Temel fiziksel sabitlere dayanan evrensel bir fizik hesaplayıcısıdır; dolayısıyla dünyanın her yerinde geçerlidir.
Nasıl kullanılır?
Gelen ışığın frekansını ×10¹⁴ Hz birimiyle girin (görünür ışık yaklaşık 4–7,5 ×10¹⁴ Hz aralığındadır) ve metalin iş fonksiyonu \(\Phi\) değerini elektronvolt (eV) cinsinden yazın. Hesaplayıcı; foton enerjisini, elektronun maksimum kinetik enerjisini, eşik frekansını ve elektron yayımının gerçekleşip gerçekleşmediğini verir.
Formülün açıklaması
Temel denklem şudur: $$KE_{\text{maks}} = h \cdot f - \Phi$$ Burada \(h\) Planck sabiti (\(6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{J}\cdot\text{s}\)), \(f\) ışığın frekansı ve \(\Phi\) iş fonksiyonudur. Bir foton \(E = h \cdot f\) kadar enerji taşır. Bu enerji \(\Phi\) değerini aşıyorsa fazlalık elektronun kinetik enerjisine dönüşür; aşmıyorsa hiçbir elektron yayımlanmaz. Eşik frekansı ise \(f_0 = \Phi / h\) ile bulunur.
Çözümlü örnek
\(f = 10 \times 10^{14}\ \text{Hz}\) (\(1{,}0 \times 10^{15}\ \text{Hz}\)) ve \(\Phi = 2{,}3\ \text{eV}\) için: foton enerjisi $$= \frac{h \cdot f}{e} = \frac{6{,}626 \times 10^{-34} \times 1{,}0 \times 10^{15}}{1{,}602 \times 10^{-19}} \approx 4{,}136\ \text{eV}.$$ $$KE_{\text{maks}} = 4{,}136 - 2{,}3 \approx 1{,}836\ \text{eV}.$$ Eşik frekansı $$f_0 = \frac{2{,}3 \times 1{,}602 \times 10^{-19}}{6{,}626 \times 10^{-34}} \approx 5{,}56 \times 10^{14}\ \text{Hz}.$$ Foton enerjisi iş fonksiyonunu aştığı için elektronlar yayımlanır.
Sıkça Sorulan Sorular
Foton enerjisi iş fonksiyonunun altındaysa ne olur? Hiçbir elektron kopmaz; \(KE_{\text{maks}}\) değeri 0 olarak gösterilir ve "Elektron yayımlandı mı?" sorusunun yanıtı "Hayır" olur.
Frekanslar neden ×10¹⁴ Hz cinsinden? Görünür ve görünüre yakın ışığın frekansları yaklaşık \(10^{14}\ \text{Hz}\) mertebesindedir; bu ölçek giriş değerlerinin pratik ve kolay kalmasını sağlar.
Işığın şiddeti etkili mi? Şiddet, yayımlanan elektronların sayısını etkiler, maksimum kinetik enerjilerini değil. \(KE_{\text{maks}}\) değerini yalnızca frekans ve iş fonksiyonu belirler.
