Izejdarbs

Izejdarbs jeb izejas darbs () ir katram materiālam raksturīgs darbs, kas jāpastrādā, atbrīvojot elektronu no kristālrežģa, tā pamatvienība ir džouls (J), var izteikt arī elektronvoltos (eV).

Izejdarbu nepieciešams zināt, izmantojot Einšteina fotoefekta vienādojumu, tā kā fotona enerģija ir vienāda ar atbrīvotā elektrona kinētiskās enerģijas un izejdarba summu[1], un nosakot fotoefekta sarkano robežu, tas ir, maksimālo elektromagnētisko viļņu garumu, kas spējīgs izraisīt fotoefektu.

Izejdarba būtībaLabot

Elektrona izejdarbs ir darbs, kas nepieciešams divu lauku pārvarēšanai, notiekot elektrona emisijai: elektriskā dubultslāņa un pozitīvo jonu elektriskā lauka. Metālos brīvie lādiņnesēji elektroni pārvietojas starp pozitīvajiem joniem. Ja kāda elektrona kinētiskā enerģija ir pietiekami liela, tas pamet metālu un metālā rodas pozitīvā lādiņa pārsvars; pozitīvi lādētā virsma velk atpakaļ ārvidē izkļuvušos elektronus — negatīvos lādiņnesējus. Šīs pievilkšanas dēļ ārvidē nokļuvušie elektroni izveido slāni metāla virsmas tuvumā. Šis slānis ir negatīvi lādēts un no jauna metālu pametošos elektronus atgrūž. Tādējādi pozitīvais metāls un negatīvo elektronu slānis veido elektrisko dubultslāni, kura elektriskais lauks bremzē izlidojušos elektronus. Metāla iekšienē katru elektronu no visām pusēm pievelk apkārtējie pozitīvie joni un rezultējošais spēks, kas pielikts elektronam, ir vienāds ar nulli; bet metāla virskārtas elektronus pozitīvie joni pievelk tikai no vienas puses un bremzē izlidojošos elektronus. [2]

Einšteina vienādojums fotoefektamLabot

  jeb  

  ir fotona enerģija (J),   ir atbrīvotā elektrona maksimālā kinētiskā enerģija (J);   ir Planka konstante (6,63⋅10−34 Js),   ir gaismas viļņa frekvence (Hz),   ir izejdarbs (J),   ir masa (viena elektrona masa jeb   ir 9,1⋅10−31 kg),   ir atbrīvotā elektrona ātrums (m/s)[3]

Fotoefekta sarkanā robežaLabot

 

  ir maksimālais viļņa garums (m),   ir Planka konstante (J/s),   ir gaismas (jebkura EMV) ātrums (m/s),   ir izejdarbs (J)[4]

Elektrona izejdarbs dažādām vielāmLabot

Viela Izejdarbs
⋅10−19 J eV
Bārijs 3,8 2,4
Cēzijs 3 81,9
Cinks 6,6 4,1
Dzīvsudrabs 7,3 4,5
Germānijs 7,7 4,8
Kadmijs 6,5 4,1
Kalcijs 4,5 2,8
Molibdēns 6,9 4,3
Nātrijs 3,8 2,3
Niķelis 7,2 4,5
Platīns 8,5 5,3
Rubīdijs 3,5 2,2
Sudrabs 7,6 4,7
Torijs 5,4 3,4
Volframs 7,2 4,5
Zelts 7,6 4,8

AtsaucesLabot

  1. «Einstein’s Equation And The Photoelectric Effect». Arhivēts no oriģināla, laiks: 27.11.2020. Skatīts: 15.03.2021.
  2. V. Fļorovs, I. Kolangs, P. Puķītis, E. Šilters. Fizikas rokasgrāmata. Zvaigzne, 1985. 221.—222. lpp.
  3. Sergejs Vinogradovs. Fizikas uzdevumu krājums 11. un 12. klasei. Lielvārds, 2006. 232. lpp. ISBN 9984-11-087-7.
  4. V. Fļorovs, I. Kolangs, P. Puķītis, E. Šilters, E. Vainovskis. Fizikas rokasgrāmata. Zvaigzne, 1985. 370. lpp.