Физика
«Красная граница» фотоэффекта — минимальная частота νmin (или максимальная длина волны λmax), ниже (выше — в случае длины волны) которой свет любой интенсивности не вызывает фотоэффекта.
Из уравнения Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
следует, что внешний фотоэффект возможен при энергии фотона, превышающей работу выхода, т.е.
E γ ≥ A вых,
где E γ — энергия фотона; A вых — работа выхода; — максимальная энергия фотоэлектронов.
«Красная граница» фотоэффекта зависит только от вида вещества и степени обработки его поверхности и не зависит от характеристик излучения.
Условие начала фотоэффекта: фотоэффект начинается при энергии фотона, равной работе выхода электронов из данного вещества:
E γ = A вых,
где E γ — энергия фотона; A вых — работа выхода.
Из этого условия следует, что
- «красная граница» фотоэффекта по частоте (минимальная частота фотонов, при которой начинается фотоэффект) определяется формулой
,
где A вых — работа выхода; h — постоянная Планка, h = 6,626 ⋅ 10−34 Дж ⋅ с;
- «красная граница» фотоэффекта по длине волны (максимальная длина волны, при которой начинается фотоэффект) определяется формулой
,
где h — постоянная Планка, h = 6,626 ⋅ 10−34 Дж ⋅ с; c — скорость света в вакууме, c ≈ 3,0 ⋅ 108 м/с; A вых — работа выхода.
Пример 8. Работа выхода электрона с поверхности серебра равна 4,75 эВ. Найти минимальную частоту фотона, способного вызвать фотоэффект с поверхности серебра.
Решение. Внешний фотоэффект возможен при энергии фотона, превышающей работу выхода, т.е.
E γ ≥ A вых,
где E γ — энергия фотона; A вых — работа выхода электронов с поверхности серебра, A вых = 4,75 эВ.
Минимальное значение энергии фотона, способного вызвать фотоэффект с указанной поверхности, определяется равенством:
.
Минимальному значению энергии фотона соответствует минимальная частота:
,
где h — постоянная Планка, h = 6,63 ⋅ 10−34 Дж ⋅ с.
Равенство
hνmin = A вых
позволяет рассчитать минимальную частоту фотона, способного вызвать фотоэффект с поверхности серебра:
Гц.
Минимальная частота фотона, способного вызвать фотоэффект с поверхности серебра, — «красная граница» фотоэффекта — равна 1,15 ⋅ 1015 Гц.