Utträdesarbete metall
•
Vi har i tidigare lektioner talat om temperaturstrålning, dvs att alla objekt med en temperatur över den absoluta nollpunkten, sänder ut elektromagnetisk strålning. I synnerhet har vi tittat på svartkroppsstrålning, som är strålning från ett objekt vars emitterade strålning endast beror av objektets temperatur.
Vi har också tidigare sett att fysiker i slutet av talet antog att elektromagnetisk strålning, och därmed även synligt ljus, var en vågrörelse. De tänkte sig även att strålningen kunde ha vilka energier som helst, dvs att strålningen var kontinuerlig. Detta ledde dock till orimligheter och var ett stort bekymmer för dåtidens fysiker.
I ett försök att lösa dessa problem föreslog fysikern Max Planck att elektromagnetisk strålning inte emitterades kontinuerligt utan att energin bara kunde emitteras i vissa bestämda &#;portioner&#;, små energipaket med en bestämd energi, så kallade energikvanta. Han menade att varje energikvanta hade en energi som var proportionell mot frekvensen, och därmed även våglängden, enligt $E=hf=\frac{hc}{\text{λ}}$==λ . En högre frekvens motsvarar då en högre energi och en kortare våglängd.
Den totala energin som sänds ut måste alltså vara en he
•
Utträdesarbete
Utträdesarbete är den energi liksom krävs till att frigöra en elektron från en fast ämne, d.v.s för att flytta den från Ferminivån till vakuum utanför materialet. Det definieras som
där är elementarladdningen, elektriska potentialen i vakuum nära översta skiktet och Ferminivån. Utträdesarbetet existerar en ytegenskap som bl.a. dyker upp i behandlingen av fotoelektriska effekten.
Referenser
[redigera | redigera wikitext]•
Fotoelektrisk effekt
Den fotoelektriska effekten är ett fysikaliskt fenomen, som bygger på kvantmekanik, där elektroner emitteras från ett ämne då det belyses med elektromagnetisk strålning av tillräckligt hög frekvens. Förklarandet av den fotoelektriska effekten visade att ljus är kvantiserat och ledde till att våg-partikeldualiteten infördes som förklaringsmodell. En variant av den fotoelektriska effekten är den fotovoltaiska effekten som används i fotovoltaik.
Introduktion
[redigera | redigera wikitext]När en metallyta belyses med ljus av tillräckligt kort våglängd, kommer elektroner att utsändas. För de flesta metaller behövs ultraviolett ljus, men för några metaller ligger denna tröskel vid längre våglängder, i det synliga området. Fotoströmmen, det vill säga antalet elektroner som utsänds, är direkt proportionell mot ljusets intensitet, hur låg intensiteten än är. Men för våglängder som är längre än gränsvåglängden sker ingen fotoemission, även om ljuset har stark intensitet. Detta är förvånande när man beskriver ljuset som en elektromagnetisk våg, där den växlande elektriska fältstyrkan utövar krafter på och tillför energi till elektronerna.
Man kan dock