A freqüência limite de um metal refere-se à freqüência de luz que fará com que um elétron se desloque desse metal. A luz abaixo da frequência limite de um metal não ejeta um elétron. Luz na frequência limiar irá desalojar o elétron sem energia cinética. A luz acima da frequência limiar ejetará um elétron com alguma energia cinética. Essas tendências são conhecidas como o efeito fotoelétrico.
O efeito fotoelétrico
O efeito fotoelétrico descreve a maneira pela qual a freqüência da luz incidente determina se um átomo libera um elétron. Heinrich Hertz originalmente observou esse efeito em 1886. Essas observações contrastaram a hipótese de que a intensidade da luz estaria diretamente correlacionada a se um metal liberou um elétron. Os metais liberaram elétrons mesmo com luz de baixa intensidade. Em vez disso, aumentar a intensidade da luz aumentou o número de elétrons emitidos. Aumentar a frequência deu aos elétrons mais energia cinética. Mais tarde, Albert Einstein ajudou a entender essas observações. Ele teorizou que a luz carrega uma quantidade diferente de energia com base em sua freqüência, e que essa energia é quantizada em partículas chamadas fótons.
Freqüência de Limite
A frequência limite é a freqüência da luz que transporta energia suficiente para desalojar um elétron de um átomo. Essa energia é totalmente consumida no processo (ver Referências 5). Portanto, o elétron não recebe energia cinética na freqüência limite e não é liberado do átomo. Em vez disso, a luz deve ter um pouco mais de energia do que a que está presente na freqüência limite, a fim de fornecer uma energia cinética eletrônica.
A função de trabalho
A função de trabalho é uma maneira de descrever a quantidade de energia dada a um elétron na frequência de limiar. A função de trabalho é igual à frequência limite vezes a constante de Planck. A constante de Planck é a constante de proporcionalidade que relaciona a frequência de um fóton à sua energia. Portanto, a constante é necessária para converter entre as duas quantidades. A constante de Planck é igual a cerca de 4,14 x 10 ^ -15 elétron-volt-segundos. As unidades da função de trabalho são elétron volts. Um elétron volt é a energia necessária para mover um elétron através de uma diferença de potencial de um volt. Metais diferentes têm funções de trabalho características e, portanto, freqüências limiares características. Por exemplo, o alumínio tem uma função de trabalho de 4,08 eV, enquanto que o potássio tem uma função de trabalho de 2,3 eV.
Variações nas funções de trabalho e frequência de patamar
Alguns materiais têm uma série de diferentes funções de trabalho . Isto é devido à energia da função de trabalho de um metal dependendo da posição do elétron naquele metal. A forma precisa da superfície de um metal determinará exatamente onde e como os elétrons se movem no metal. Portanto, a frequência limite e a função de trabalho podem variar. Por exemplo, a função de trabalho da prata pode variar de 3,0 a 4,75 eV.
