نسخة الفيديو النصية
يستخدم ليزر قابل للتوليف لإضاءة سطح فلز باستخدام ترددات مختلفة من الضوء. عند تجاوز تردد معين للضوء، تتحرر إلكترونات من سطح الفلز. يوضح التمثيل البياني طاقة الحركة القصوى للإلكترونات المحررة مقابل طاقة الفوتونات. ما قيمة دالة شغل الفلز؟
لدينا هنا سطح فلز وفوتونات، وهي حزم صغيرة من الطاقة الضوئية، تسقط على هذا الفلز. يوضح لنا المحور الأفقي للتمثيل البياني طاقة الفوتونات الساقطة بوحدة الإلكترون فولت. ويوضح لنا المحور الرأسي للتمثيل البياني طاقة الحركة القصوى للإلكترونات المحررة من سطح الفلز. يحدث هذا التحرر نتيجة ما يسمى بالتأثير الكهروضوئي. عندما تحتوي حزم الضوء، أي الفوتونات، الساقطة على الفلز على طاقة كافية، فإنها تكون قادرة على التسبب في تحرر إلكترون عندما يمتص الفلز الفوتون.
بالنظر إلى التمثيل البياني، ثمة خاصية مثيرة للاهتمام وهي وجود نطاق من طاقات الفوتونات الساقطة لا يكون لطاقة حركة الإلكترونات المحررة خلاله أي قيمة. هذا يشير إلى أن الفوتونات ذات نطاق الطاقة هذا لا تمتلك قدرًا كافيًا من الطاقة لتحرير إلكترون من الفلز. يمكننا التفكير في هذه الكمية من الطاقة باعتبارها الحد الأدنى من طاقة الفوتون اللازمة لكسر أي روابط قد يشكلها إلكترون مع الفلز. وعليه، لا يمكن لأي إلكترون أن يتحرر من سطح الفلز إلا في حالة انتقال هذا القدر من الطاقة على الأقل إلى ذلك الإلكترون. وكمية الطاقة التي يجب أن تنتقل إلى إلكترون في فلز لكي يتحرر هذا الإلكترون من الفلز بطاقة حركة تساوي صفرًا تسمى دالة شغل الفلز.
نريد استخدام هذا التمثيل البياني لإيجاد دالة الشغل للفلز المذكور في السؤال. إذا نظرنا عن كثب إلى المحور الأفقي، فسنلاحظ أنه بين اثنين وثلاثة إلكترون فولت، توجد علامة واحدة، اثنتان، ثلاث، أربع علامات صغيرة على مسافات متساوية. تشير كل علامة من هذه العلامات الصغيرة إلى فرق يساوي 0.2 إلكترون فولت. إذن، إذا بدأنا من هنا، فسنجد أن لدينا 2.0 إلكترون فولت ثم 2.2 و2.4 ثم 2.6 إلكترون فولت. يوضح لنا التمثيل البياني أن هذه أقل كمية من الطاقة في الفوتون الساقط يمكنها تحفيز تحرر إلكترون. وهذه هي دالة شغل الفلز التي وجدنا أنها تساوي 2.6 إلكترون فولت.
