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Work function 公式,SPM 物理

公式:W = hf₀。考试不提供,需记忆。

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Work function
W = hf₀

考试不提供,需记忆。

用途

Work function 用于量子物理(SPM 物理中五)。每一行运算都要带 SI 单位。 量子物理

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
W逸出功J
h普朗克常数J s
f₀极限频率Hz

公式变形

  • f₀ = W / h
  • h = W / f₀

解题示例

一金属的极限频率 f₀ = 4.5 × 10¹⁴ Hz(h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s)。 W = hf₀ = 6.63 × 10⁻³⁴ × 4.5 × 10¹⁴ = 2.98 × 10⁻¹⁹ J。

常见陷阱

f₀ 是极限(最低)频率。低于 f₀ 时无论光多亮都不会发射光电子。

理解逸出功

方程 W = hf₀ 给出把电子从金属表面释放所需的最小能量。式中 W 是逸出功(J),h 是普朗克常数(J s),f₀ 是极限频率(Hz)。

每种金属以一定的束缚能约束其表面电子。一个光子必须至少提供这么多能量才能释放一个电子。

极限频率 f₀ 就是每个光子恰好携带这一能量的最低光频。

可变形为 f₀ = W / h 由已知逸出功求极限频率,或 h = W / f₀ 用于实验同时测得两者的情形。逸出功是金属的固有属性,不随光的亮度变化。

分步解题示例

一洁净金属表面的极限频率 f₀ = 5.5 × 10¹⁴ Hz。求其逸出功。

取 h = 6.63 × 10⁻³⁴ J s。

从公式开始:

W = hf₀

代入并带上单位:

W = 6.63 × 10⁻³⁴ J s × 5.5 × 10¹⁴ Hz

数字相乘,十的幂次相加:

W = 3.6465 × 10⁻¹⁹ J

取三位有效数字,逸出功为 W ≈ 3.65 × 10⁻¹⁹ J。换成电子伏为 3.65 × 10⁻¹⁹ ÷ 1.6 × 10⁻¹⁹ ≈ 2.28 eV。

常见错误与考法

须牢记的关键是 f₀ 是极限(最低)频率。低于 f₀ 时完全不会发射光电子,无论光多亮、照多久。

会丢分的错误:

  • 以为亮度(强度)可以弥补频率不足。
  • 把逸出功 W 与入射光子能量 hf 混淆。
  • 漏掉 10⁻³⁴ 中的负指数。

定义 下,须说明逸出功是把电子从金属表面释放所需的最小能量。在 计算 下,写出 W = hf₀ 及代入与单位。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
逸出功到底是什么?
它是把一个电子从金属表面释放所需的最小能量。每种金属有其固定值,由极限频率通过 W = hf₀ 算出。
若光频低于极限频率会怎样?
完全不会发射光电子,即使光很亮或照很久,因为每个光子携带的能量都小于逸出功。
逸出功与光的亮度有关吗?
无关。逸出功只是金属的属性。亮度改变的是光子数目,而非释放电子所需的能量。

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