Fotoelektrik olayda, ışık şiddeti artarsa ne olur?
Fotoelektrik olay, ışığın metal bir yüzeye çarparak elektronları yüzeyden koparması olayıdır. Bu olayı anlamak için ışığın tanecik (foton) doğasını bilmek önemlidir. Her bir foton, belirli bir enerjiye ($E = hf$) sahiptir, burada $h$ Planck sabiti ve $f$ ışığın frekansıdır.
Işık şiddeti, birim zamanda birim alana düşen foton sayısıyla orantılıdır. Yani, ışık şiddetini artırmak, metal yüzeye çarpan foton sayısını artırmak demektir.
Kopan elektronların maksimum kinetik enerjisi, gelen fotonun enerjisi ile metalin eşik enerjisi (iş fonksiyonu) arasındaki farka eşittir: $K_{max} = hf - \phi$. Burada $\phi$ metalin iş fonksiyonudur. Görüldüğü gibi, kinetik enerji fotonun frekansına ($f$) bağlıdır, ışık şiddetine değil. Işık şiddetini artırmak, foton sayısını artırır ancak her bir fotonun enerjisini değiştirmez (frekans sabit kaldığı sürece). Dolayısıyla, kopan elektronların kinetik enerjisi değişmez.
Fotoelektrik olayda, genellikle bir foton bir elektronu koparır. Işık şiddetini artırdığımızda, metal yüzeye çarpan foton sayısı artar. Eğer bu fotonların enerjisi eşik enerjisinden büyükse, daha fazla foton daha fazla elektron koparacaktır. Bu nedenle, kopan elektron sayısı artar.
Eşik frekansı ($f_0$), bir metalden elektron koparabilmek için gereken minimum ışık frekansıdır. Bu değer, metalin cinsine (iş fonksiyonuna) bağlı bir özelliktir ve gelen ışığın şiddetine veya frekansına göre değişmez.
Elektronların hızı, kinetik enerjileriyle ilişkilidir. Kinetik enerji ışık şiddetine bağlı olmadığı için (yukarıda açıklandığı gibi), elektronların hızı da ışık şiddetiyle değişmez. Dolayısıyla, elektronların yavaşlaması söz konusu değildir.
Özetle, ışık şiddeti artırıldığında, birim zamanda metal yüzeye çarpan foton sayısı artar ve bu da kopan elektron sayısının artmasına neden olur.
Cevap B seçeneğidir.
