Красная граница фотоэффекта — это максимальная длина волны ( ) или минимальная частота светa ( ), при которой еще возможен фотоэффект (вырывание электронов с поверхности вещества). Если падающее излучение имеет меньшую частоту или большую длину волны, чем эти пороговые значения, фотоэлектроны не будут покидать поверхность металла, какой бы ни была интенсивность света. Физическая сущность Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта: Где:
- — энергия падающего фотона. — работа выхода (минимальная энергия, необходимая электрону для преодоления сил притяжения в металле). — максимальная кинетическая энергия вылетающего электрона.
В граничном случае, когда фотон обладает энергией, едва достаточной только для того, чтобы выбить электрон без сообщения ему скорости ( ), выполняется условие: Формулы для расчета В зависимости от того, через какой параметр выражается красная граница, используются следующие формулы:
- Через минимальную частоту:
Через максимальную длину волны:
Здесь — постоянная Планка, — скорость света. Основные закономерности
- Зависимость от материала: Красная граница индивидуальна для каждого вещества. Она определяется химической природой металла и состоянием его поверхности (наличием загрязнений или примесей).
- Энергетический порог: Если энергия кванта света меньше работы выхода, фотоэффект не наступит. Именно поэтому явление называется «красной» границей — это переход в сторону более длинных (красных) волн с меньшей энергией.
- Независимость от интенсивности: Даже очень мощный поток света не вызовет эмиссию электронов, если частота этого света ниже пороговой.
Для большинства металлов красная граница лежит в области ультрафиолетового излучения, однако для щелочных металлов (таких как цезий или калий) она смещена в область видимого света. Я могу рассчитать красную границу для конкретного металла или помочь решить задачу на уравнение Эйнштейна, если вы предоставите данные.