ناقش لماذا فشلت الطبيعة الموجية الكلاسيكية في تفسير الظاهرة الكهرضوئية، وكيف فسرتها فرضية أينشتين.

Question

Accepted Answer

الكلاسيكية تتوقع تراكم الطاقة مع الزمن أو الشدة عند أي تردد، لكن التجربة تثبت وجود تردد عتبة وانبعاثاً فورياً واعتماد KEmax على التردد. أينشتين فسر ذلك بفوتونات طاقتها hf؛ الشدة تزيد العدد، والتردد يزيد الطاقة.
أ) تتوقع أن الإلكترونات تستطيع امتصاص الطاقة تدريجياً من الموجة عند أي تردد إذا أعطيت زمناً كافياً أو شدة أكبر، وأن الشدة تزيد الطاقة الحركية العظمى.
ب) لا يحدث انبعاث إلا إذا كان التردد أكبر من تردد العتبة أو مساوياً له، والانبعاث فوري عند تحقق الشرط، وKEmax تعتمد على التردد لا الشدة.
ج) الشدة الأكبر تعني فوتونات أكثر في الثانية، فتزيد عدد الإلكترونات والتيار الكهرضوئي إذا كان التردد مناسباً، لكنها لا تزيد طاقة الفوتون الواحد.
د) طاقة الفوتون E=hf؛ لذلك زيادة التردد تزيد طاقة الفوتون، وما يزيد على اقتران الشغل يظهر كطاقة حركية عظمى: KEmax=hf-.
هذا جواب التفكير الناقد في الدرس: لا تقل فقط إن الضوء جسيمات، بل اربط كل مشاهدة بما تغيره الشدة أو التردد.

الطبيعة الجسيمية للضوء question — Physics Tawjihi, with answer