نسخة الفيديو النصية
وجه مصدر ضوء أحادي اللون إلى سطح في تجربة لدراسة التأثير الكهروضوئي، فسبب انبعاث إلكترونات ضوئية. باستخدام التمثيل البياني الآتي، أوجد دالة شغل هذا السطح بالإلكترون فولت. استخدم 𝑒 يساوي 1.6 في 10 أس سالب 19 كولوم، وℎ يساوي 6.625 في 10 أس سالب 34 جول ثانية، واكتب إجابتك لأقرب منزلتين عشريتين.
دعونا نبدأ بتذكر معادلة دالة الشغل، 𝑊، لسطح فلز وهي: 𝑊 تساوي ℎ𝑓 ناقص 𝐸 القصوى؛ حيث ℎ هو ثابت بلانك، و𝑓 هو تردد الفوتون الساقط، و𝐸 القصوى هي طاقة الحركة القصوى للإلكترون الضوئي.
لاحظ أن محوري التمثيل البياني المعطى يوضحان قيم 𝐸 القصوى، و𝑓، ونحن نعرف بالفعل قيمة ℎ. لذا، يمكننا اختيار إحداثيات أي نقطة على الخط المستقيم المرسوم للتعويض بها في هذه المعادلة ومساعدتنا في إيجاد قيمة 𝑊. بوجه عام، أبسط نقطة يمكن التعامل معها هي عند تردد العتبة؛ أي 𝑓 صفر، وهي النقطة التي يقطع عندها الخط المستقيم المحور الأفقي؛ وذلك لأن 𝐸 القصوى تساوي صفرًا عند هذه النقطة. بتعديل المعادلة لتوضيح ذلك، يصبح لدينا 𝑊 تساوي ℎ في 𝑓 صفر.
الآن، بتدقيق النظر في التمثيل البياني، نلاحظ أن تردد العتبة يساوي ثلاثة في 10 أس 14 هرتز. وبما أننا نعرف قيمة ثابت بلانك، يمكننا التعويض بهاتين القيمتين في معادلة دالة الشغل. وعند عمل ذلك باستخدام الآلة الحاسبة، نحصل على القيمة 1.9875 في 10 أس سالب 19 جول لدالة الشغل.
ليس علينا الآن سوى تحويل هذه القيمة إلى الإلكترون فولت. لفعل ذلك، نتذكر أن الإلكترون فولت الواحد يساوي 1.60 في 10 أس سالب 19 جول. لذا، نضرب قيمة دالة الشغل في معامل التحويل هذا، والذي يساوي واحدًا. وأخيرًا، بإيجاد قيمة هذا التعبير لأقرب منزلتين عشريتين، نكون قد توصلنا إلى الناتج النهائي. دالة شغل هذا السطح تساوي 1.24 إلكترون فولت.
