Fotone rosso intenso e lavoro di estrazione

Testo

Vero o falso? “Un fotone di luce rossa molto intensa estrae elettroni da un metallo con lavoro di estrazione $W = 4\;\text{eV}$, purché l’intensità sia sufficiente.” Giustifica.

Soluzione

Falso. Nell’effetto fotoelettrico ogni elettrone assorbe un solo fotone: conta l’energia del singolo quanto $hf$, non l’intensità (che è solo il numero di fotoni al secondo).

Un fotone di luce rossa ($\lambda \approx 650\;\text{nm}$) ha energia

$E = \frac{hc}{\lambda} = \frac{1240}{650} \approx 1{,}9\;\text{eV} < W = 4\;\text{eV}$

Poiché $1{,}9\;\text{eV} < 4\;\text{eV}$, nessun elettrone viene estratto, per quanto intensa sia la luce: aumentare l’intensità aumenta solo il numero di fotoni, ciascuno comunque troppo poco energetico. Serve luce di frequenza sufficiente (blu/UV) con $hf \geq W$.

$\ev{\text{Falso: sotto la soglia } hf < W \text{ nessuna intensità estrae elettroni}}$

Collegamenti

Argomenti: Fisica quantistica Concetti: Effetto fotoelettrico · Fotone