광전효과,photoelectric_effect (rev. 1.17)

금속,metal 표면에 빛,light을 쪼이면 전자,electron가 방출되는 현상.
그 전자를 광전자라고 한다.

광전자photoelectron
광자photon 광자,photon
=??? ≠???

단어
일함수 work function

기호 φ or W or W₀
금속 표면에 양전하의 인력으로 잡혀 있는 (ie 퍼텐셜에너지 장벽에 갇혀 있는) 전자가 표면을 탈출하기 위해 필요한 최소한의 에너지
광전효과실험에서는 복사선으로부터 흡수해야 함

저지전압 stopping potential
광전류 photocurrent

문턱에너지 이상의 에너지,energy를 전달하면 튀어 나갈 줄 알았지만... 그렇지 않았고

문턱진동수(한계진동수, threshold frequency, f₀ or ν₀)보다 높은 진동수의 빛을 비춰주면 아무리 약한 빛이라도 금방 광전자가 튀어나갔다.

CHK; from http://contents.kocw.or.kr/KOCW/document/2016/chungang/hahnseungsoo/7.pdf
{
문턱진동수 이하에서는 빛의 세기가 아무리 세도 전자가 방출되지 않았다. (빛이 파동이라는 이론으로 설명 불가)

Einstein이 빛을 광자,photon라는 입자의 흐름으로 설명.

광자는 양자,quantum이므로 갖는 에너지가

$E=h\nu$

$h\nu=K+W$
$K=h\nu-W$

빛의 세기가 커짐 → 더 많은 전자 방출
빛의 파장이 짧아짐 → 방출되는 전자의 운동에너지가 커짐
}

일함수(work function): 금속을 박차고 나가는 데 필요한 에너지, W₀

Q: 최소한의 에너지?
전자가 에너지 hf인 광자,photon를 흡수하여 금속 표면을 벗어나면 나머지 에너지는 hf-W₀가 된다. 이것이 가능한 최대운동에너지이다.

K_max＝hf－W₀

진동수가 $f$ 인 빛을 금속 표면에 비추면 광자 하나 당 에너지가 $hf$ 만큼 전자 하나에 전달되며, 광자의 에너지가 금속의 일함수 이상 $(hf\ge W)$ 이면 금속 표면에서 광전자가 방출. 남은 에너지는 광전자의 운동 에너지 $\frac12mv^2$ 가 되므로,