Fotoelektrinio efekto skaičiuoklė
Apskaičiuokite fotoelektronų didžiausią kinetinę energiją, stabdymo įtampą bei slenkstinį dažnį ir bangos ilgį pagal šviesos dažnį (ar bangos ilgį) ir metalo išlaisvinimo darbą.
Input type
Hz
eV
Electrons are emitted
- 1
Photon energy E = h × f
6.626×10⁻³⁴ × 1.200e+15 = 4,963 eVDivided by the elementary charge to convert J → eV. - 2
Work function φ
2,3 eV - 3
Max KE = E_photon − φ
4,963 − 2,3 = 2,663 eV
Kaip veikia ši skaičiuoklė?
Fotoelektrono didžiausia kinetinė energija yra KE_max = h·f − φ. Paverskite išlaisvinimo darbą iš eV į džaulius, naudokite f = c/λ, jei pateiktas bangos ilgis, o jei h·f mažesnis už φ, elektronai neištrūksta. Stabdymo įtampa yra V0 = KE_max/e, slenkstinis dažnis yra f0 = φ/h, o slenkstinis bangos ilgis yra λ0 = c/f0.
Formulė
How this is calculated
Einšteino fotoelektrinė lygtis teigia, kad išsklendžiamo elektrono didžiausia kinetinė energija lygi fotono energijai h·f minus išlaisvinimo darbas φ – mažiausia energija, reikalinga elektronui išlaisvinti iš metalo paviršiaus. Čia h yra Planko konstanta (6,62607015e-34 J·s). Šviesos dažnį f galite pateikti tiesiogiai hercais arba bangos ilgį λ nanometrais, tokiu atveju f = c/λ su c = 299 792 458 m/s. Išlaisvinimo darbas įvedamas elektronvoltais ir paverčiamas džauliais padauginant iš elementariojo krūvio e = 1,602176634e-19 C.
Jei fotono energija h·f mažesnė už φ, elektronai neišsklendžiami nepriklausomai nuo šviesos intensyvumo, ir kinetinė energija pateikiama kaip nulis. Kai sklenda vyksta, stabdymo įtampa V0 yra potencialas, kuris kaip tik sustabdo greičiausius elektronus: V0 = KE_max / e, kuris skaitiškai lygus KE_max, išreikštam elektronvoltais. Slenkstinis dažnis f0 = φ/h yra žemiausias dažnis, galintis sukelti sklendimą, o atitinkamas slenkstinis bangos ilgis yra λ0 = c/f0.
Rezultatai rodomi tiek elektronvoltais, tiek džauliais. Modelis daro prielaidą apie vieno fotono sugertį, švarų vienalytį paviršių su vienu išlaisvinimo darbu ir neatsižvelgia į elektronų šiluminę energiją bei kontaktinio potencialo pataisas. Visos įvestys turi būti teigiamos; neteigiamos dažnio, bangos ilgio ar išlaisvinimo darbo reikšmės atmetamos.
Dažnai užduodami klausimai
Elektronai neišsklendžiami, kad ir kokia intensyvi būtų šviesa, nes kiekvienas fotonas neša h·f energijos, o vienas fotonas negali pateikti pakankamai išlaisvinimo darbui įveikti. Tokiu atveju skaičiuoklė pateikia nulinę kinetinę energiją ir nulinę stabdymo įtampą.
Stabdymo įtampa V0 tenkina e·V0 = KE_max, todėl V0 = KE_max/e. Kadangi vienas elektronvoltas apibrėžiamas kaip e, padaugintas iš vieno volto, KE_max, išmatuotas eV, duoda lygiai tą patį skaičių kaip V0, išmatuotas voltais.
Tai ilgiausias šviesos bangos ilgis (žemiausias dažnis), galintis vis dar išmušti elektronus: λ0 = c/f0 = h·c/φ. Šviesa, kurios bangos ilgis ilgesnis už λ0, turi per mažai energijos vienam fotonui, kad sukeltų sklendimą.
Taip pat žinomas kaip
TG we-Calculate Editorial Team. (2026). Fotoelektrinio efekto skaičiuoklė [Online calculator]. TG we-Calculate. https://we-calculate.com/lt/calculator/photoelectric-effect-calculator
TG we-Calculate Editorial Team. "Fotoelektrinio efekto skaičiuoklė." TG we-Calculate. 2026. https://we-calculate.com/lt/calculator/photoelectric-effect-calculator.
TG we-Calculate Editorial Team, "Fotoelektrinio efekto skaičiuoklė," TG we-Calculate, 2026. [Online]. Available: https://we-calculate.com/lt/calculator/photoelectric-effect-calculator
@misc{wecalculate_photoelectric_effect_calculator, title = {Fotoelektrinio efekto skaičiuoklė}, author = {{TG we-Calculate Editorial Team}}, howpublished = {\url{https://we-calculate.com/lt/calculator/photoelectric-effect-calculator}}, year = {2026}, note = {TG we-Calculate} }
Ar ši skaičiuoklė jums padėjo?