Bir fotoelektrik olayda, metal yüzeye düşen ışığın frekansı artırılırsa, aşağıdaki niceliklerden hangisi artar?
A) Sökülen elektronların sayısı
B) Sökülen elektronların kinetik enerjisi
C) Eşik frekansı
D) Metal yüzeyin işlevi
E) Işığın dalga boyu
Fotoelektrik olay, ışığın metal yüzeyine çarparak elektron sökmesi olayıdır. Bu olayda ışığın frekansı ile sökülen elektronların özellikleri arasında önemli bir ilişki vardır. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Sökülen elektronların sayısı: Sökülen elektronların sayısı, ışığın şiddeti (yani parlaklığı) ile doğru orantılıdır. Frekans artışı, ışığın şiddetini doğrudan etkilemez.
- B) Sökülen elektronların kinetik enerjisi: Einstein'ın fotoelektrik denklemine göre, $E = hf - \phi$, burada $E$ sökülen elektronun kinetik enerjisi, $h$ Planck sabiti, $f$ ışığın frekansı ve $\phi$ metalin iş fonksiyonudur. Denklemden görüleceği üzere, frekans ($f$) arttıkça kinetik enerji ($E$) de artar.
- C) Eşik frekansı: Eşik frekansı, metalin cinsine bağlı bir özelliktir ve yüzeye düşen ışığın frekansından bağımsızdır. Yani, ışığın frekansını değiştirmek eşik frekansını değiştirmez.
- D) Metal yüzeyin işlevi: İş fonksiyonu ($\phi$), metalin elektronları yüzeyden koparmak için gereken minimum enerjidir ve metalin türüne bağlıdır. Işığın frekansının değişmesi, metalin iş fonksiyonunu değiştirmez.
- E) Işığın dalga boyu: Frekans ve dalga boyu ters orantılıdır. Yani, frekans artarsa dalga boyu azalır. Bu nedenle, frekansın artması dalga boyunu artırmaz, aksine azaltır. İlişki şu şekildedir: $c = \lambda f$, burada $c$ ışık hızı, $\lambda$ dalga boyu ve $f$ frekanstır.
Bu açıklamalar doğrultusunda, ışığın frekansı artırıldığında sökülen elektronların kinetik enerjisi artar.
Cevap B seçeneğidir.
