12. sınıf fizik 2. dönem 2. yazılı 2. senaryo Test 2

Eşik enerjisi (iş fonksiyonu) $W_0 = 3$ eV olan bir metal yüzeye, enerjisi $E = 5$ eV olan fotonlar düşürülüyor. Buna göre, metalden sökülen elektronların maksimum kinetik enerjisi kaç eV olur?

A) $1$

B) $2$

C) $3$

D) $5$

E) $8$

Sevgili öğrenciler, bu soruda fotoelektrik olayı ve bu olayın temel denklemini kullanarak bir metalden sökülen elektronların maksimum kinetik enerjisini bulacağız. Fotoelektrik olay, ışığın (fotonların) bir metal yüzeye çarptığında elektron sökmesi olayıdır.

• Fotoelektrik Olayın Temel Denklemi:

Bir fotonun enerjisi ($E$), metalin eşik enerjisi (iş fonksiyonu) ($W_0$) ve sökülen elektronun maksimum kinetik enerjisi ($K_{max}$) arasındaki ilişki şu denklemle ifade edilir:

$E = W_0 + K_{max}$

Bu denklem, gelen fotonun enerjisinin bir kısmının elektronu metalden koparmak için (eşik enerjisi) harcandığını, kalan kısmının ise elektrona kinetik enerji olarak aktarıldığını gösterir.

• Verilen Bilgileri Belirleyelim:

Soruda bize şu bilgiler verilmiştir:

Metalin eşik enerjisi (iş fonksiyonu): $W_0 = 3$ eV

Gelen fotonun enerjisi: $E = 5$ eV

Bizden istenen, metalden sökülen elektronların maksimum kinetik enerjisi ($K_{max}$) değeridir.

• Denklemi $K_{max}$ için Çözelim:

Yukarıdaki temel denklemi ($E = W_0 + K_{max}$) $K_{max}$ değerini bulmak için yeniden düzenleyelim:

$K_{max} = E - W_0$

• Değerleri Yerine Koyalım ve Hesaplayalım:

Şimdi verilen değerleri bu denkleme yerleştirelim:

$K_{max} = 5 \text{ eV} - 3 \text{ eV}$

$K_{max} = 2 \text{ eV}$

Buna göre, metalden sökülen elektronların maksimum kinetik enerjisi $2$ eV olur.

Cevap B seçeneğidir.