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 / hh = W / f₀
解题示例
常见陷阱
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。
在 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)