د فوتو الیکټریک اغیزې په اړه د بحث لپاره د مثال پوښتنې

د فوتو الیکټریک اغیزې په اړه د بحث لپاره د مثال پوښتنې

د فوتو الیکټریک اغیز یوه فزیکي پدیده ده چې د موادو له سطحې څخه د الکترونونو اخراج بیانوي کله چې رڼا یا الکترومقناطیسي وړانګې پرې ولګیږي. د شلمې پیړۍ په لومړیو کې د البرټ انشټاین لخوا ترسره شوې څیړنې د دې پدیدې په تشریح کولو او د رڼا د کوانټم تیوري منلو ته لاره هواره کولو کې مهم رول لوبولی دی. دا مقاله به د فوتو الیکټریک اغیز پورې اړوند څو مثالي ستونزو په اړه بحث وکړي او د دوی د حل لارو مفصل توضیحات به هم ولري.

اساسي تیوري

مخکې لدې چې موږ د مثال ستونزو ته لاړ شو، راځئ چې د فوتو الیکټریک اغیز پورې اړوند ځینې اساسي مفاهیم بیاکتنه وکړو:

۱. د فوټون انرژي: د فوټون انرژي د معادلې \( E = h \nu \) لخوا ورکول کیږي، چیرې چې \( h \) د پلانک ثابت دی (\( h \تقریبا 6.626 \times 10^{-34} \) Js) او \( \nu \) د رڼا فریکونسي ده.

۲. د کار فعالیت (\( \phi \)): د کار فعالیت هغه لږترلږه انرژي ده چې د موادو له سطحې څخه د الکترونونو لرې کولو لپاره اړین ده.

۳. د الکترونونو حرکي انرژي: خوشې شوي الکترونونه حرکي انرژي لري چې د معادلې \( KE = h \nu – \phi \) لخوا ورکړل شوې ده.

بېلګه پوښتنه ۱

سول
د فلزي پاڼې کاري دنده \( 4.5 \) eV ده. رڼا د \( 200 \) nm طول موج سره په پاڼه کې ځلیږي. معلومه کړئ:
۱. د الیکترون لخوا جذب شوي فوټون انرژي.
۲. ایا الکترونونه به د فلزاتو له سطحې څخه خوشې شي؟
۳. که هو، نو د خوشې شویو الکترونونو اعظمي حرکي انرژي څومره ده؟

پینیلیسیان
۱. د فوټون انرژي محاسبه کړئ (\( E \))

\[
E = \frac{hc}{\lambda}
\]
چیرته چې \( h \) د پلانک ثابت دی، \( c \) د رڼا سرعت دی (\( c \تقریبا 3 \وختونه 10^8 \) m/s)، او \( \lambda \) د رڼا طول موج دی.

\[
E = \frac{6.626 \times 10^{-34} \text{ Js} \times 3 \times 10^8 \text{ m/s}}{200 \times 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = \frac{1.9878 \times 10^{-25} \text{ Js}}{200 \times 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = ۹،۹۳۹ \ ځله ۱۰^{-۱۹} \ متن{ J}
\]
د eV بدلولو لپاره، \( 1 \text{ eV} = 1.602 \times 10^{-19} \text{ J} \) وکاروئ.

\[
E = \frac{9.939 \times 10^{-19} \text{ J}}{1.602 \times 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
E \تقریبا 6.2 \متن{ eV}
\]

۲. وګورئ چې ایا الکترونونه به خوشې شي

ځکه چې د فوټون انرژي (6.2 eV) د کاري فعالیت (4.5 eV) څخه زیاته ده، نو الکترون به خوشې شي.

۳. د الکترونونو اعظمي حرکي انرژي محاسبه کړئ

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

بېلګه پوښتنه ۱

سول
رڼا چې د \( 1.2 \times 10^{15} \) Hz فریکونسۍ لري په فلزي سطحه روښانه کیږي چې د \( 3 \) eV کاري فعالیت لري. معلومه کړئ:
۱. د الیکترون لخوا جذب شوي فوټون انرژي.
۲. ایا الکترونونه به د فلزاتو له سطحې څخه خوشې شي؟
۳. که هو، نو د خوشې شویو الکترونونو اعظمي حرکي انرژي څومره ده؟

پینیلیسیان
۱. د فوټون انرژي محاسبه کړئ (\( E \))

\[
E = h \nu = 6.626 \ ځله 10^{-34} \ متن{ Js} \ ځله 1.2 \ ځله 10^{15} \ متن{ هرټز}
\]
\[
E = ۹،۹۳۹ \ ځله ۱۰^{-۱۹} \ متن{ J}
\]
eV ته بدلون:

\[
E = \frac{7.9512 \times 10^{-19} \text{ J}}{1.602 \times 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
E \تقریبا 4.97 \متن{ eV}
\]

۲. وګورئ چې ایا الکترونونه به خوشې شي

ځکه چې د فوټون انرژي (4.97 eV) د کاري فعالیت (3 eV) څخه زیاته ده، نو الکترون به خوشې شي.

۳. د الکترونونو اعظمي حرکي انرژي محاسبه کړئ

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

بېلګه پوښتنه ۱

سول
د UV رڼا چې د \( 120 \) nm طول موج لري د فلزاتو سطحې سره ټکر کوي چې د \( 2.2 \) eV کاري فعالیت لري. محاسبه کړئ:
۱. د فوټون انرژي په eV کې.
۲. ایا الکترونونه به د فلزاتو له سطحې څخه خوشې شي؟
۳. که هو، نو د خوشې شویو الکترونونو اعظمي حرکي انرژي څومره ده؟

پینیلیسیان
۱. د فوټون انرژي محاسبه کړئ (\( E \))

\[
E = \frac{hc}{\lambda}
\]
\[
E = \frac{6.626 \times 10^{-34} \text{ Js} \times 3 \times 10^8 \text{ m/s}}{120 \times 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = \frac{1.9878 \times 10^{-25} \text{ Js}}{120 \times 10^{-9} \text{ m}}
\]
\[
E = ۹،۹۳۹ \ ځله ۱۰^{-۱۹} \ متن{ J}
\]
eV ته بدلون:

\[
E = \frac{1.6565 \times 10^{-18} \text{ J}}{1.602 \times 10^{-19} \text{ J/eV}}
\]
\[
E \تقریبا 10.34 \متن{ eV}
\]

۲. وګورئ چې ایا الکترونونه به خوشې شي

ځکه چې د فوټون انرژي (10.34 eV) د کاري فعالیت (2.2 eV) څخه زیاته ده، نو الکترون به خوشې شي.

۳. د الکترونونو اعظمي حرکي انرژي محاسبه کړئ

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

پایله

د فوتو الیکټریک اغیز پدیده د مختلفو مثالي ستونزو له لارې تشریح کیدی شي چیرې چې موږ د فوټون انرژي محاسبه کوو، وګورو چې ایا یو الیکترون ایستل کیدی شي، او د خارج شوي الیکترون اعظمي حرکي انرژي اندازه کوو. د هرې ستونزې په حل کې، موږ باید د فزیکي واحدونو او د واحدونو ترمنځ تبادلو سره محتاط واوسو (د مثال په توګه، له جول څخه تر الکترون وولټونو پورې). یو قوي پوهه او مناسب تمرین به موږ سره د فوتو الیکټریک اغیز بنسټیز مفکورې ماسټر کولو کې مرسته وکړي، کوم چې د کوانټم فزیک یو مهم ستنه ده.