บทที่ 19 · ฟิสิกส์อะตอมและควอนตัมฟิสิกส์
Problem 19.25
หัวข้อ: ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก (The Photoelectric Effect)
ฉายแสงความยาวคลื่น 400 nm กระทบผิวของแผ่นโลหะสามแผ่นซึ่งมีฟังก์ชันงาน φ₁ = 2.30 eV, φ₂ = 3.90 eV และ φ₃ = 4.50 eV จงหา a) โลหะใดบ้างที่เกิดโฟโตอิเล็กตรอน? b) พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้น? c) อัตราเร็วสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้น?
คำตอบ
\(v_{\max}= 0.53\times 10^{6} m/s \;\blacksquare\)
\(v_{\max}= 0.53\times 10^{6} m/s \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
a) พิจารณาพลังงานของโฟตอน จาก \(E_{\gamma}=\frac{1,240}{\lambda _{nm}}eV =\frac{1,240}{400}= 3.10 eV\)
เนื่องจากพลังงานของโฟตอนมากกว่าฟังก์ชันงานของโลหะแผ่นที่ \(1\) เพียงแผ่นเดียว
∴ โลหะที่เกิดโฟโตอิเล็กตรอน คือ โลหะแผ่นที่ \(1 \;\blacksquare\)
b) จาก \(K_{\max}= E_{\gamma}- φ\)
\(K_{\max}= 3.10 - 2.30 eV\)
\(K_{\max}= 0.80 eV \;\blacksquare\)
c) จาก \(K_{\max ,J}=\frac{1}{2}mv_{\max}^{2}\)
\(v_{\max}=\sqrt{\frac{2K_{\max ,J}}{m}}\)
\(v_{\max}=\sqrt{\frac{2(0.80 eV)(1.60\times 10^{-19} J/eV)}{((9.11\times 10^{-31} kg))}}\)
\(v_{\max}= 0.53\times 10^{6} m/s \;\blacksquare\)