Какова зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от энергии падающих на поверхность металла фотонов

Когда свет падает на металлическую поверхность, энергия фотонов поглощается электронами, образуя фотоэлектроны. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов (Экин) зависит от энергии (Е) падающих на поверхность металла фотонов. Чтобы лучше понять эту зависимость, давайте рассмотрим график.

На графике изображены значения максимальной кинетической энергии фотоэлектронов в зависимости от энергии падающих фотонов.


Можно заметить, что на графике имеется прямая линия, которая начинается с некоторой минимальной энергии фотонов и стремительно возрастает с увеличением энергии фотонов.

Это обьясняется физическим явлением, известным как фотоэффект. При падении фотона на поверхность металла, энергия фотона передается электронам внутри металла. Чтобы вырваться из металла и стать фотоэлектроном, электрон должен преодолеть работу выхода – минимальную энергию, необходимую для выхода из металла.

Когда энергия падающего фотона равна или больше работе выхода, электроны могут успешно вырваться из металла. Это объясняет почему кинетическая энергия фотоэлектронов на графике начинается с некоторой минимальной энергии.

С увеличением энергии фотонов, кинетическая энергия фотоэлектронов также увеличивается. Это происходит потому, что более энергичные фотоны передают больше энергии электронам, что позволяет вырываться с большей кинетической энергией.

На графике мы видим, что зависимость Экин от Е имеет линейный характер. Рост кинетической энергии фотоэлектронов пропорционален росту энергии фотонов. Математически мы можем записать это соотношение следующим образом:

\[ Экин = k \cdot Е \]

Где \( k \) представляет собой коэффициент пропорциональности, который можно вычислить, используя данные с графика.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от энергии падающих на поверхность металла фотонов и эта зависимость описывается линейной функцией.