فرکانس آستانه در مقابل عملکرد کار
تابع کار و فرکانس آستانه دو اصطلاح مرتبط با اثر فوتوالکتریک هستند. اثر فوتوالکتریک آزمایشی پرکاربرد برای نشان دادن ماهیت ذره ای امواج است. در این مقاله قصد داریم به این موضوع بپردازیم که اثر فوتوالکتریک چیست، تابع کاری و فرکانس آستانه چیست، کاربردهای آنها، شباهت ها و تفاوت های تابع کار و فرکانس آستانه.
فرکانس آستانه چیست؟
برای درک درست مفهوم فرکانس آستانه، ابتدا باید اثر فوتوالکتریک را درک کرد.اثر فوتوالکتریک فرآیند پرتاب الکترون از یک فلز در مورد تابش های الکترومغناطیسی فرودی است. اثر فوتوالکتریک اولین بار توسط آلبرت اینشتین به درستی توصیف شد. تئوری موج نور در توصیف بیشتر مشاهدات اثر فوتوالکتریک شکست خورد. فرکانس آستانه ای برای امواج فرودی وجود دارد. این نشان می دهد که هر چقدر هم که امواج الکترومغناطیسی شدید باشند، الکترون ها خارج نمی شوند مگر اینکه فرکانس لازم را داشته باشند. تأخیر زمانی بین تابش نور و پرتاب الکترون ها حدود یک هزارم مقدار محاسبه شده از تئوری موج است. هنگامی که نور فراتر از فرکانس آستانه تولید می شود، تعداد الکترون های ساطع شده به شدت نور بستگی دارد. حداکثر انرژی جنبشی الکترون های پرتاب شده به فرکانس نور فرودی بستگی دارد. این منجر به نتیجه گیری نظریه فوتون نور شد. این بدان معناست که نور هنگام تعامل با ماده مانند ذرات رفتار می کند.نور به صورت بسته های کوچک انرژی به نام فوتون می آید. انرژی فوتون فقط به فرکانس فوتون بستگی دارد. این را می توان با استفاده از فرمول E=h f به دست آورد که در آن E انرژی فوتون، h ثابت پلانک و f فرکانس موج است. هر سیستمی می تواند تنها مقادیر خاصی از انرژی را جذب یا ساطع کند. مشاهدات نشان داد که الکترون فقط در صورتی فوتون را جذب می کند که انرژی فوتون برای رساندن الکترون به حالت پایدار کافی باشد. فرکانس آستانه با عبارت ft نشان داده می شود
تابع کار چیست؟
تابع کاری یک فلز انرژی مربوط به فرکانس آستانه فلز است. تابع کار معمولا با حرف یونانی φ نشان داده می شود. آلبرت انیشتین از تابع کاری یک فلز برای توصیف اثر فوتوالکتریک استفاده کرد. حداکثر انرژی جنبشی الکترون های پرتاب شده به فرکانس فوتون فرودی و تابع کار بستگی دارد. K. E.max=hf – φ.تابع کاری یک فلز را می توان به عنوان حداقل انرژی پیوند یا انرژی پیوند الکترون های سطحی تفسیر کرد. اگر انرژی فوتون های فرودی با تابع کار برابر باشد، انرژی جنبشی الکترون های آزاد شده صفر خواهد شد.
تفاوت بین عملکرد کار و فرکانس آستانه چیست؟
• تابع کار با ژول یا الکترون ولت اندازه گیری می شود، اما فرکانس آستانه با هرتز اندازه گیری می شود.
• تابع کار را می توان مستقیماً به معادله انیشتین اثر فوتوالکتریک اعمال کرد. برای اعمال فرکانس آستانه، فرکانس باید در ثابت پلانک ضرب شود تا انرژی مربوطه به دست آید.
