ឧទាហរណ៍សំណួរពិភាក្សាអំពីឥទ្ធិពលហ្វូតូអេឡិចត្រិច

ឧទាហរណ៍សំណួរពិភាក្សាអំពីឥទ្ធិពលហ្វូតូអេឡិចត្រិច

ឥទ្ធិពលហ្វូតូអេឡិចត្រិច គឺជាបាតុភូតរូបវន្តមួយដែលពិពណ៌នាអំពីការបញ្ចេញអេឡិចត្រុងចេញពីផ្ទៃនៃវត្ថុធាតុមួយ នៅពេលដែលពន្លឺ ឬវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចប៉ះនឹងវា។ ការស្រាវជ្រាវដែលធ្វើឡើងដោយ អាល់ប៊ើត អែងស្តែង នៅដើមសតវត្សរ៍ទី 20 បានដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការពន្យល់ពីបាតុភូតនេះ និងនាំឱ្យមានការទទួលយកទ្រឹស្តីកង់ទិចនៃពន្លឺ។ អត្ថបទនេះនឹងពិភាក្សាអំពីឧទាហរណ៍នៃបញ្ហាជាច្រើនដែលទាក់ទងនឹងឥទ្ធិពលហ្វូតូអេឡិចត្រិច រួមជាមួយនឹងការពន្យល់លម្អិតអំពីដំណោះស្រាយរបស់ពួកគេ។

ទ្រឹស្តីមូលដ្ឋាន

មុន​នឹង​យើង​បន្ត​ទៅ​បញ្ហា​ឧទាហរណ៍ សូម​យើង​ពិនិត្យ​មើល​គោលគំនិត​មូលដ្ឋាន​មួយ​ចំនួន​ទាក់ទង​នឹង​ឥទ្ធិពល​ហ្វូតូអេឡិចត្រិច៖

១. ថាមពលហ្វូតុង៖ ថាមពលរបស់ហ្វូតុងត្រូវបានផ្តល់ដោយសមីការ \( E = h \nu \) ដែល \( h \) ជាថេររបស់ផ្លាំង (\( h \approx 6.626 \times 10^{-34} \) Js) និង \( \nu \) ជាប្រេកង់នៃពន្លឺ។

២. អនុគមន៍ការងារ (\( \phi \)): អនុគមន៍ការងារគឺជាថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវការដើម្បីយកអេឡិចត្រុងចេញពីផ្ទៃនៃសម្ភារៈ។

៣. ថាមពល​ចលនា​នៃ​អេឡិចត្រុង៖ អេឡិចត្រុង​ដែល​បាន​បញ្ចេញ​មាន​ថាមពល​ចលនា​ដែល​ផ្តល់​ឱ្យ​ដោយ​សមីការ \(KE = h \nu – \phi \)។

ឧទាហរណ៍សំណួរទី 1

សូល។
សន្លឹកដែកមានអនុគមន៍ការងារ \(4.5 \) eV។ ពន្លឺដែលមានរលកប្រវែង \(200 \) nm ភ្លឺលើសន្លឹក។ កំណត់៖
១. ថាមពលនៃហ្វូតុងដែលស្រូបយកដោយអេឡិចត្រុង។
2. តើអេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីផ្ទៃលោហៈដែរឬទេ?
៣. បើដូច្នោះមែន តើថាមពលចលនាអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញមានប៉ុន្មាន?

ដំណោះស្រាយ
១. គណនាថាមពលហ្វូតុង (\( E \))

\[
E = \frac{hc}{\lambda}
\]
ដែល \(h\) ជាថេររបស់ផ្លាំង, \(c\) ជាល្បឿនពន្លឺ (c\ប្រហែល 3\គុណ 10^8\) ម៉ែត្រ/វិនាទី) និង \(lambda\) ជារលកពន្លឺ។

\[
E = \frac{6.626 \ដង 10^{-34} \អត្ថបទ{ Js} \ដង 3 \ដង 10^8 \អត្ថបទ{ m/s}}{200 \ដង 10^{-9} \អត្ថបទ{ m}}
\]
\[
E = \frac{1.9878 \ដង 10^{-25} \text{ Js}}{200 \ដង 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = 9.939 x 10^{-19} J
\]
ដើម្បីបម្លែងទៅជា eV សូមប្រើ \(1 \text{ eV} = 1.602 \times 10^{-19} \text{ J} \)។

\[
E = \frac{9.939 \ដង 10^{-19} \text{ J}}{1.602 \ដង 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
អ៊ី \ប្រហែល ៦.២ \text{ eV}
\]

2. ពិនិត្យមើលថាតើអេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញឬអត់

ដោយសារតែថាមពលហ្វូតុង (6.2 eV) ធំជាងអនុគមន៍ការងារ (4.5 eV) អេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញ។

៣. គណនាថាមពលចលនាអតិបរមារបស់អេឡិចត្រុង

\[
KE = E – \phi = 6.2 \text{ eV} – 4.5 \text{ eV} = 1.7 \text{ eV}
\]

ឧទាហរណ៍សំណួរទី 2

សូល។
ពន្លឺដែលមានប្រេកង់ \( 1.2 \x10^{15} \) Hz ភ្លឺលើផ្ទៃលោហៈដែលមានអនុគមន៍ការងារ \( 3 \) eV។ កំណត់៖
១. ថាមពលនៃហ្វូតុងដែលស្រូបយកដោយអេឡិចត្រុង។
2. តើអេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីផ្ទៃលោហៈដែរឬទេ?
៣. បើដូច្នោះមែន តើថាមពលចលនាអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញមានប៉ុន្មាន?

ដំណោះស្រាយ
១. គណនាថាមពលហ្វូតុង (\( E \))

\[
E = h \nu = 6.626 \ដង 10^{-34} \text{ Js} \ដង 1.2 \ដង 10^{15} \text{ Hz}
\]
\[
E = 7.9512 x 10^{-19} J
\]
ការបម្លែងទៅជា eV៖

\[
E = \frac{7.9512 \ដង 10^{-19} \text{ J}}{1.602 \ដង 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
អ៊ី \ប្រហែល ៦.២ \text{ eV}
\]

2. ពិនិត្យមើលថាតើអេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញឬអត់

ដោយសារតែថាមពលហ្វូតុង (4.97 eV) ធំជាងអនុគមន៍ការងារ (3 eV) អេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញ។

៣. គណនាថាមពលចលនាអតិបរមារបស់អេឡិចត្រុង

\[
KE = E – \phi = 4.97 \text{ eV} – 3 \text{ eV} = 1.97 \text{ eV}
\]

ឧទាហរណ៍សំណួរទី 3

សូល។
ពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេដែលមានរលកពន្លឺ \(120\) nm ប៉ះនឹងផ្ទៃលោហៈដែលមានអនុគមន៍ការងារ \(2.2\) eV។ គណនា៖
1. ថាមពលហ្វូតុងក្នុង eV។
2. តើអេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីផ្ទៃលោហៈដែរឬទេ?
៣. បើដូច្នោះមែន តើថាមពលចលនាអតិបរមានៃអេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញមានប៉ុន្មាន?

ដំណោះស្រាយ
១. គណនាថាមពលហ្វូតុង (\( E \))

\[
E = \frac{hc}{\lambda}
\]
\[
E = \frac{6.626 \ដង 10^{-34} \អត្ថបទ{ Js} \ដង 3 \ដង 10^8 \អត្ថបទ{ m/s}}{120 \ដង 10^{-9} \អត្ថបទ{ m}}
\]
\[
E = \frac{1.9878 \ដង 10^{-25} \text{ Js}}{120 \ដង 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = 1.6565 x 10^{-18} J
\]
ការបម្លែងទៅជា eV៖

\[
E = \frac{1.6565 \ដង 10^{-18} \text{ J}}{1.602 \ដង 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
អ៊ី \ប្រហែល ៦.២ \text{ eV}
\]

2. ពិនិត្យមើលថាតើអេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញឬអត់

ដោយសារតែថាមពលហ្វូតុង (10.34 eV) ធំជាងអនុគមន៍ការងារ (2.2 eV) អេឡិចត្រុងនឹងត្រូវបានបញ្ចេញ។

៣. គណនាថាមពលចលនាអតិបរមារបស់អេឡិចត្រុង

\[
KE = E – \phi = 10.34 \text{ eV} – 2.2 \text{ eV} = 8.14 \text{ eV}
\]

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

បាតុភូត​ឥទ្ធិពល​ហ្វូតូអេឡិចត្រិច​អាច​ត្រូវ​បាន​បង្ហាញ​តាមរយៈ​បញ្ហា​ឧទាហរណ៍​ផ្សេងៗ​ដែល​យើង​គណនា​ថាមពល​របស់​ហ្វូតុង ពិនិត្យ​មើល​ថា​តើ​អេឡិចត្រុង​អាច​ត្រូវ​បាន​ច្រាន​ចេញ​ឬ​អត់ និង​វាស់​ថាមពល​ចលនា​អតិបរមា​របស់​អេឡិចត្រុង​ដែល​ច្រាន​ចេញ។ ក្នុង​ការ​ដោះស្រាយ​បញ្ហា​នីមួយៗ យើង​ត្រូវ​ប្រុងប្រយ័ត្ន​ជាមួយ​នឹង​ឯកតា​រូបវន្ត និង​ការ​បម្លែង​រវាង​ឯកតា (ឧទាហរណ៍ ពី​ជូល​ទៅ​អេឡិចត្រុងវ៉ុល)។ ការយល់ដឹង​យ៉ាង​រឹងមាំ និង​ការអនុវត្ត​សមស្រប​នឹង​ជួយ​យើង​ឲ្យ​ស្ទាត់ជំនាញ​លើ​គោលគំនិត​ជា​មូលដ្ឋាន​នៃ​ឥទ្ធិពល​ហ្វូតូអេឡិចត្រិច ដែល​ជា​សសរស្តម្ភ​សំខាន់​នៃ​រូបវិទ្យា​កង់ទិច។