10.1.1 Definieer die term foto-elektriese effek - NSC Physical Sciences - Question 10 - 2022 - Paper 1

Die energie van 'n enkele foton kan bereken word met die formule:

$E = hf$ Waar:

• $h = 6,63 \times 10^{-34} \text{J s}$ (Planck se konstante)
• $f = 1,2 \times 10^{15} \text{Hz}$ (frekwensie)

Daarom:

$E = (6,63 \times 10^{-34}) \cdot (1,2 \times 10^{15}) \\ = 7,96 \times 10^{-19} \text{J}$

Die aantal fotone vrygestel per sekonde kan bereken word met die totale energie:

$\text{Aantal fotone} = \frac{\text{Totale energie}}{\text{Energie van een foton}} = \frac{1,75 \times 10^{-3}}{7,96 \times 10^{-19}} \\ = 2,198 \times 10^{15}$

Die maksimum energie van 'n foto-elektron kan bereken word met die formules:

$E_{max} = hf - W_0$ Waar:

• $W_0$ (die drumpel energie) is gegee deur: $W_0 = hf_0$

Hier is $f_0 = 9,09 \times 10^{14} \text{Hz}$, daarom,

$W_0 = (6,63 \times 10^{-34}) \cdot (9,09 \times 10^{14}) \\ = 6,02 \times 10^{-19} \text{J}$

Die maksimum energie van die foto-elektron is dan: $E_{max} = hf - W_0$ Waar $E = 7,96 \times 10^{-19} \text{J}$ (van die vorige berekening), wat lei tot:

$E_{max} = 7,96 \times 10^{-19} - 6,02 \times 10^{-19} = 1,94 \times 10^{-19} \text{J}$

In 'n emissieproses kan 'n atoom (of ander deeltje) in 'n hoër (opgewonde) energietoestand verkeer. Wanneer dit 'n laer energietoestand bereik, word die oortollige energie vrygestel in die vorm van 'n foton. Hierdie proses van die vrystelling van lig of energie is wat die basis van die emissie van fotone vorm.