VRAAG 10 (Begin op 'n nuwe blads Page.) 'n Eksperiment word uitgevoer om die verhouding tussen die frekwensie van lig op 'n metaal in val en die maksimum kinetiese energie van die elektrone wat die oppervlak van die metaal vrygestel word, te ondersoek - NSC Physical Sciences - Question 10 - 2020 - Paper 1

Die fisiese grootheid wat deur X op die grafiek verteenwoordig word, is die frekwensie ($f$) van die invallende lig.

Potassium benodig die grootste golflengte vir die vrywling van elektrone. Dit is omdat dit die laagste arbeidsfunksie het, wat beteken dat dit die minste energie benodig om elektrone vry te laat.

Die arbeidsfunksie is die minimum energie wat benodig word om 'n elektron uit die oppervlak van 'n metaal vry te stel. Dit is 'n eienskap van die metaal self.

Die arbeidsfunksie ($W_0$) van platinum kan bereken word met die formule:

$W_0 = h f_0$

waar $h$ die Planck se konstante is ($6,63 imes 10^{-34} ext{ J.s}$) en $f_0$ die drempelfrekwensie van platinum. As ons $f_0$ as $1,75 imes 10^{15} ext{ Hz}$ neem, dan:

$W_0 = (6,63 imes 10^{-34})(1,75 imes 10^{15}) = 1,16 imes 10^{-18} ext{ J}$

Die frekwensie kan bereken word met die formule:

$E = W_0 + E_k$

waar E_k = rac{1}{2}mv^2, dus:

E_k = rac{1}{2}m(5,60 imes 10^6)^2

Gegee $m$ die massa van die elektron is $9,11 imes 10^{-31} ext{ kg}$

E_k = rac{1}{2}(9,11 imes 10^{-31}) (5,60 imes 10^6)^2

Die totale energie $E$ kan dan gebruik word om die frekwensie $f$ te bereken.