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アインシュタインの光電方程式を使用して、特定の金属電子の場合、入射放射線の頻度が特定の値よりも大きい場合にのみ放出される理由を説明しますか?

アインシュタイン光電気方程式は、入射放射の周波数が特定のしきい値を超えた場合にのみ、電子が金属から放出される理由を美しく説明しています。これが故障です:

アインシュタインの光電方程式:

方程式は、放出された電子の運動エネルギー(KE)は、入射光子(hν)から金属の作業関数(φ)を差し引いたエネルギーに等しいことを示しています。

ke =hν -φ

どこ:

* ke: 放出された電子の運動エネルギー

* H: Planckの定数(6.63×10⁻³⁴J・s)

* ν: 入射放射の頻度

* φ: 金属の作業関数(金属表面から電子を除去するために必要な最小エネルギー)

説明:

1。作業機能: 作業関数(φ)は、電子を金属に結合するエネルギーを表します。それは各金属に特定の値です。

2。光子エネルギー: 光子のエネルギーは、その周波数に直接比例します(e =hν)。

3。しきい値周波数: 電子を放射するには、光子のエネルギー(Hν)が作業関数(φ)以上でなければなりません。これは、光の強度に関係なく、最小の周波数(ν₀)があることを意味します。これは、しきい値周波数として知られています 。

頻度が重要な理由:

* しきい値周波数: 入射放射の周波数がしきい値周波数(ν<ν₀)よりも少ない場合、光子のエネルギーは作業関数を克服するには不十分です。その結果、光強度が高い場合でも、電子は放出されません。

* しきい値周波数: 周波数がしきい値周波数(ν=ν₀)に達すると、光子のエネルギーは作業関数に正確に等しくなります。電子は放出されますが、運動エネルギーはゼロです(KE =0)。

* しきい値周波数: 周波数がしきい値周波数(ν>ν₀)よりも高い場合、光子は作業関数を克服し、放出された電子に追加の運動エネルギーを提供するのに十分なエネルギーを持っています。周波数が高いほど、放出された電子の運動エネルギーが大きくなります。

結論:

アインシュタイン光電気方程式は、入射光子のエネルギーと金属の作業関数との間に直接的な関係を確立するため、光電効果の周波数依存性を説明しています。方程式は、光子のエネルギーが金属の結合エネルギーを克服するのに十分である場合にのみ、電子が放出されることをエレガントに示しています。これは、光の周波数に直接結び付けられています。

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