In figuur 1 zie je een grafiek van het foto-elektrisch effect bij zink. In de grafiek is de kinetische energie van de elektronen (in eV) uitgezet tegen de frequentie van het invallende licht (in 1014 Hz).
Vraag a. Bepaal uit de grafiek de uittree-energie van zink.
$E_{u} = 4,\!3 \text{ eV}$
Vraag b. Bepaal uit de grafiek de grensfrequentie, dat is de frequentie van het licht waarvan de fotonenergie net groot genoeg is om een elektron los te maken uit zink.
$f_g = 10,\!6 \cdot 10^{14} \text{ Hz}$
Vraag c. Bereken met deze gegevens de constante van Planck.
De constante van Planck is gelijk aan de helling van de lijn in de figuur:
$h = \frac{E_u}{f_g} = \frac{4,\!3 \cdot 1,\!602 \cdot 10^{-19}}{10,\!6 \cdot 10^{14}} = 6,\!50 \cdot 10^{-34} \text{ Js}$
Vraag d. Bereken de energie van de vrijgekomen elektronen (in eV), als uv-straling gebruikt wordt met een golflengte van 200 nm.
$E_f = \frac{h \cdot c}{\lambda} = \frac{6,\!50 \cdot 10^{-34} \cdot 2,\!998 \cdot 10^{8}}{200 \cdot 10^{-9}} = 9,\!742 \cdot 10^{-19} \text{ J} = 6,\!08 \text{ eV}$
$E_k = E_f - E_u = 6,\!08 - 4,\!3 = 1,\!8 \text{ eV}$
Vraag e. Controleer of de uitkomst van deze berekening een punt op de lijn in de grafiek oplevert.
De frequentie van het uv-licht is:
$f = \frac{c}{\lambda} = \frac{2,\!998 \cdot 10^{8}}{200 \cdot 10^{-9}} = 1,\!50 \cdot 10^{15} \text{ Hz}$
Het punt (15 ∙1014 Hz;1,8 eV) is inderdaad een punt op de lijn in de grafiek.
