Hoofdstuk 28: golfmechanica
Foto-elektrisch effect
Proefopstelling
Monochromatisch licht (λ) valt in op een metalen plaat
Elektronen van plaat worden weggeschoten
→ vallen in op collector
Spanningsbron tussen twee platen aangesloten
→ potentiaalverschil tussen platen kan wijzigen
Licht (energie) is groot genoeg om elektronen uit
materiaal te halen → metalen plaat wordt positief en
collector wordt negatief geladen
→ er loopt een stroom in de richting van de metalen plaat
3 zaken zijn aanpasbaar in opstelling
Intensiteit van licht
Frequentie f = c/λ
Spanning V
Beweging van elektronen in het metaal
Vrije ladingsdragers e- kunnen vrij bewegen in het metaal
o Gaan nooit spontaan het metaal verlaten door aantrekking door positieve ionen
Enkel verlaten indien ze minimale energie W ontvangen
Minimale frequentie van licht nodig
E>W
1
Elektronen bewegen na het vrijkomen met een kinetische energie → m v 2 =E−W
2 e max
o Foto-elektronen krijgen overige energie
Alle energie meer dan die nodig om de nodige bindingsenergie te breken
Resultaten van foto-elektrisch experiment
Indien de spanning gelijk is aan 0, worden er foto-elektronen waargenomen indien f ≥ f 0
o Met f0 is de kritische frequentie: frequentie moet groot genoeg zijn
o Is f <f 0 zullen er geen foto-elektronen waargenomen worden voor gelijk welke
intensiteit van het licht
Hoeveelheid van het licht maakt niet uit; enkel frequentie is van belang
Bij stijgende intensiteit (bij f ≥ f 0) zal het aantal foto-elektronen stijgen maar hun kinetische
energie blijft ongewijzigd
o Spanning kan vergroot worden (collector wordt negatief) tot een waarde V 0 waarbij
de intensiteit gelijk wordt aan 0
De metalen plaat zal positiever geladen worden en de e - harder aantrekken
Gebeurt als de potentiële energie van het elektron gelijk is aan zijn kinetische
1
→ m v2 =e V 0
2 e max
1
, 2
Foto-elektrisch effect
Proefopstelling
Monochromatisch licht (λ) valt in op een metalen plaat
Elektronen van plaat worden weggeschoten
→ vallen in op collector
Spanningsbron tussen twee platen aangesloten
→ potentiaalverschil tussen platen kan wijzigen
Licht (energie) is groot genoeg om elektronen uit
materiaal te halen → metalen plaat wordt positief en
collector wordt negatief geladen
→ er loopt een stroom in de richting van de metalen plaat
3 zaken zijn aanpasbaar in opstelling
Intensiteit van licht
Frequentie f = c/λ
Spanning V
Beweging van elektronen in het metaal
Vrije ladingsdragers e- kunnen vrij bewegen in het metaal
o Gaan nooit spontaan het metaal verlaten door aantrekking door positieve ionen
Enkel verlaten indien ze minimale energie W ontvangen
Minimale frequentie van licht nodig
E>W
1
Elektronen bewegen na het vrijkomen met een kinetische energie → m v 2 =E−W
2 e max
o Foto-elektronen krijgen overige energie
Alle energie meer dan die nodig om de nodige bindingsenergie te breken
Resultaten van foto-elektrisch experiment
Indien de spanning gelijk is aan 0, worden er foto-elektronen waargenomen indien f ≥ f 0
o Met f0 is de kritische frequentie: frequentie moet groot genoeg zijn
o Is f <f 0 zullen er geen foto-elektronen waargenomen worden voor gelijk welke
intensiteit van het licht
Hoeveelheid van het licht maakt niet uit; enkel frequentie is van belang
Bij stijgende intensiteit (bij f ≥ f 0) zal het aantal foto-elektronen stijgen maar hun kinetische
energie blijft ongewijzigd
o Spanning kan vergroot worden (collector wordt negatief) tot een waarde V 0 waarbij
de intensiteit gelijk wordt aan 0
De metalen plaat zal positiever geladen worden en de e - harder aantrekken
Gebeurt als de potentiële energie van het elektron gelijk is aan zijn kinetische
1
→ m v2 =e V 0
2 e max
1
, 2
