Eşik Frekansı ve Çalışma Fonksiyonu
Çalışma işlevi ve eşik frekansı, fotoelektrik etkiyle ilişkili iki terimdir. Fotoelektrik etki, dalgaların parçacık yapısını göstermek için yaygın olarak kullanılan bir deneydir. Bu yazıda fotoelektrik etkinin ne olduğunu, iş fonksiyonunun ve eşik frekansının ne olduğunu, uygulamalarını, iş fonksiyonu ile eşik frekansı arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları tartışacağız.
Eşik frekansı nedir?
Eşik frekansı kavramını doğru bir şekilde anlamak için önce fotoelektrik etkiyi anlamak gerekir. Fotoelektrik etki, gelen elektromanyetik radyasyon durumunda bir metalden bir elektronun fırlatılması sürecidir. Fotoelektrik etki ilk olarak Albert Einstein tarafından doğru bir şekilde tanımlanmıştır. Işığın dalga teorisi, fotoelektrik etkinin gözlemlerinin çoğunu açıklamakta başarısız oldu. Gelen dalgalar için bir eşik frekansı vardır. Bu, elektromanyetik dalgalar ne kadar yoğun olursa olsun, gerekli frekansa sahip olmadıkça elektronların fırlatılamayacağını gösterir. Işığın gelmesi ile elektronların fırlatılması arasındaki zaman gecikmesi, dalga teorisinden hesaplanan değerin yaklaşık binde biri kadardır. Eşik frekansını aşan ışık üretildiğinde, yayılan elektronların sayısı ışığın yoğunluğuna bağlıdır. Fırlatılan elektronların maksimum kinetik enerjisi, gelen ışığın frekansına bağlıydı. Bu, foton ışığı teorisinin sonucuna yol açtı. Bu, ışığın madde ile etkileşime girdiğinde parçacıklar gibi davrandığı anlamına gelir. Işık, foton adı verilen küçük enerji paketleri olarak gelir. Fotonun enerjisi sadece fotonun frekansına bağlıdır. Bu, E=h f formülü kullanılarak elde edilebilir, burada E fotonun enerjisidir, h Plank sabitidir ve f dalganın frekansıdır. Herhangi bir sistem yalnızca belirli miktarlarda enerji emebilir veya yayabilir. Gözlemler, elektronun fotonu ancak fotonun enerjisi elektronu kararlı bir duruma getirmek için yeterliyse soğuracağını gösterdi. Eşik frekansı ft terimi ile gösterilir
İş İşlevi Nedir?
Bir metalin iş fonksiyonu, metalin eşik frekansına karşılık gelen enerjidir. Çalışma işlevi genellikle Yunanca φ harfi ile gösterilir. Albert Einstein, fotoelektrik etkiyi tanımlamak için bir metalin iş fonksiyonunu kullandı. Fırlatılan elektronların maksimum kinetik enerjisi, gelen fotonun frekansına ve iş fonksiyonuna bağlıydı. K. E.max=hf – φ. Bir metalin iş fonksiyonu, minimum bağ enerjisi veya yüzey elektronlarının bağ enerjisi olarak yorumlanabilir. Gelen fotonların enerjisi iş fonksiyonuna eşitse, serbest kalan elektronların kinetik enerjisi sıfır olacaktır.
Çalışma Fonksiyonu ile Eşik Frekansı arasındaki fark nedir?
• İş işlevi joule veya elektron volt cinsinden ölçülür, ancak eşik frekansı hertz cinsinden ölçülür.
• İş fonksiyonu, fotoelektrik etkinin Einstein denklemine doğrudan uygulanabilir. Eşik frekansını uygulamak için, karşılık gelen enerjiyi elde etmek için frekansın plank sabiti ile çarpılması gerekir.
