Fotoelektriline efekt

Threshold frequency

Tingimus hν≥Φ annab ν₀=Φ/h. Alla lävisageduse ei kompenseeri suurem intensity ebapiisavat photon energy't ühe-footoni mudelis.

See oli oluline katsetulemus, sest klassikaline pideva energiavooga seletus ei ennustanud teravat frequency threshold'i.

Einsteini võrrand

K_max=hν−Φ. Stopping potential V_s korral eV_s=K_max kõige energilisemate elektronide jaoks.

eV_s vs ν graafik on lineaarne; selle slope on h ja intercept seostub work function'iga.

Intensity ja frequency

Üle threshold'i suurendab intensity tavaliselt emitted electron count'i ja saturation current'i, mitte K_max väärtust.

Frequency suurendamine kasvatab photon energy't ja seega K_max'i, kui pinna Φ ei muutu.

Work function

Φ sõltub materjalist, crystallographic face'ist, contamination'ist ja surface condition'ist. See pole lihtsalt ühe metalli absoluutne muutumatu number.

Photoelectron spectroscopy kasutab sama põhifüüsikat, kuid tõlgendab binding energies'i ja band structure'it palju detailsemalt.

Ajaskaala

Footon annab energia ühes kvantprotsessis, mistõttu emission võib toimuda ilma klassikalise mudeli ennustatud pika energia kogumise viivituseta.

Väga suurte intensiivsuste korral on võimalik multiphoton photoemission, kuid see on teine regime.

Wave-particle complementarity

Fotoelektriline efekt näitab quantized energy exchange'i. Samal valgusel on siiski interference ja diffraction, mida kirjeldab wave picture.

Quantum theory ei sunni valima 'ainult laine' või 'ainult osakese' pilti; erinevad katsed toovad esile eri mõõdetavad omadused.

Mida mõõdab I–V curve

Photocurrent–voltage curve eraldab kaks ideed: saturation current peegeldab kogutud electron count'i, stopping potential aga K_max'i.

Surface contamination võib work function'i muuta. Seetõttu on pinna ettevalmistus photoemission experiment'i füüsikaline osa, mitte kosmeetiline detail.

Lahendatud näide