Équation photoélectrique d'Einstein:
L'équation indique que l'énergie cinétique (KE) d'un électron émis est égale à l'énergie du photon incident (hν) moins la fonction de travail (φ) du métal:
ke =hν - φ
Où:
* ke: Énergie cinétique de l'électron émis
* h: Constante de Planck (6,63 × 10⁻³⁴ J · s)
* ν: Fréquence du rayonnement incident
* φ: Fonction de travail du métal (l'énergie minimale requise pour éliminer un électron de la surface métallique)
Explication:
1. Fonction de travail: La fonction de travail (φ) représente l'énergie liant un électron au métal. C'est une valeur spécifique pour chaque métal.
2. Énergie photonique: L'énergie d'un photon est directement proportionnelle à sa fréquence (e =hν).
3. Fréquence de seuil: Pour qu'un électron soit émis, l'énergie du photon (hν) doit être supérieure ou égale à la fonction de travail (φ). Cela signifie qu'il y a une fréquence minimale (ν₀) en dessous de laquelle aucun électrons ne sera émis, quelle que soit l'intensité de la lumière. Ceci est connu comme la fréquence de seuil .
Pourquoi la fréquence est importante:
* en dessous de la fréquence de seuil: Si la fréquence du rayonnement incident est inférieure à la fréquence de seuil (ν <ν₀), l'énergie du photon est insuffisante pour surmonter la fonction de travail. Par conséquent, aucun électrons n'est émis, même si l'intensité lumineuse est élevée.
* à la fréquence seuil: Lorsque la fréquence atteint la fréquence de seuil (ν =ν₀), l'énergie du photon est exactement égale à la fonction de travail. Les électrons sont émis, mais ils n'ont aucune énergie cinétique (Ke =0).
* Fréquence de seuil ci-dessus: Si la fréquence est supérieure à la fréquence seuil (ν> ν₀), le photon a suffisamment d'énergie pour surmonter la fonction de travail et fournir une énergie cinétique supplémentaire à l'électron émis. Plus la fréquence est élevée, plus l'énergie cinétique des électrons émis est élevée.
En conclusion:
L'équation photoélectrique d'Einstein explique la dépendance en fréquence de l'effet photoélectrique car il établit une relation directe entre l'énergie du photon incident et la fonction de travail du métal. L'équation démontre élégamment que les électrons ne sont éjectés que lorsque l'énergie du photon est suffisante pour surmonter l'énergie de liaison du métal, qui est directement liée à la fréquence de la lumière.
