Fotoelektriska effekten
FYL420, Partiklar, vågor, strålning, AMP, vt00
Vid 1900-talets början tyckte man att fysiken var nästan färdig. Det fanns bara ett par små problem kvar. Dels var det Michelson-Morleys upptäckt att ljushastigheten verkade vara oberoende av observatörens hastighet, vilket ledde fram till relativitetsteorin. Det andra stora frågetecknet var fotoelektriska effekten. Experimentet beskrivs kort på sid 987 i HRW. När en metallyta i vakuum belyses får man en "fotoström". Denna tas emot på en kollektor. Genom att variera den potentialskillnaden kan man mäta de utsända elektronernas kinetiska energi.
Det man visste omkring 1902 var
- Antalet elektroner som frigörs per tidsenhet är proportionellt mot ljusets intensitet.
- Elektronernas maximala kinetiska energi beror på ljusets frekvens, men är oberoende av intensiteten
- Om den infallande strålningens frekvens underskrider ett visst värde, den s.k. gränsfrekvensen f0 frigörs inga elektroner.
Mot gränsfrekvensen svarar Utträdesarbetet ("Work function") W0=h f0
Millikans data för litium
(uppgift 28P, s 1003 HRW)
| Våglängd (nm) | 433.9 | 404.7 | 365.0 | 312.5 | 253.5
|
|---|
| Stopp-potential (V) | 0.55 | 0.73 | 1.09 | 1.67 | 2.57
|
|---|
Bestäm ur dessa data Plancks konstant, gränsfrekvensen och utträdesarbetet för litium! Gör det!!
Att fundera på
-
Finns det exempel på ljusets kvantisering också i vårt dagliga liv? Tänk på exempel där reaktioner bara sker vid vissa våglängder.