Красная граница фотоэффекта
Красная граница фотоэффекта — это наибольшая длина волны света, при которой для данного вещества ещё возможен фотоэффект. Свет с большей длиной волны фотоэлектроны не выбивает, потому что энергии его фотонов недостаточно.
Фотоэффект возможен, если энергия фотона не меньше работы выхода \(A_{\text{вых}}\). Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта, энергия фотона расходуется на освобождение электрона и сообщение ему кинетической энергии. На красной границе электрон вылетает с нулевой начальной кинетической энергией.
Формула
Эквивалентная жазба использует минимальную частоту фотоэффекта: \(\nu_{\min}=\frac{A_{\text{вых}}}{h}\). Поскольку \(\lambda=\frac{c}{\nu}\), красная граница связана с пороговой частотой обратной зависимостью. Чем больше работа выхода, тем меньше \(\lambda_{\text{кр}}\).
Если работа выхода металла равна \(3{,}3\cdot10^{-19}\ \text{Дж}\), то \(\lambda_{\text{кр}}=\frac{6{,}63\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^8}{3{,}3\cdot10^{-19}}\approx6{,}0\cdot10^{-7}\ \text{м}=600\ \text{нм}\). Свет с длиной волны 500 нм вызовет фотоэффект, а свет с длиной волны 700 нм — нет.
Красная граница — это не цвет, который обязательно должен иметь падающий свет, а предельная длина волны. Она может находиться не в красной области видимого спектра, а, например, в ультрафиолетовой. Не следует также путать её с порогом фотоэффекта: порог обычно выражают через минимальную частоту, а красную границу — через максимальную длину волны.
Как изменится красная граница, если работа выхода вещества увеличится?
Главное
- Красная граница фотоэффекта — максимальная длина волны, вызывающая фотоэффект в данном веществе.
- Формула: \(\lambda_{\text{кр}}=\frac{hc}{A_{\text{вых}}}\).
- Чем больше работа выхода, тем меньше красная граница; свет с большей длиной волны фотоэффект не вызывает.