تفسير إينشتين (النظرية الكمية)

ملخص الدرس

شكل (٩) أ – العلاقة بين دالة الشغل وطاقة حركة الإلكترون وطاقة الفوتون، ب – الطاقة الحركية بدلالة التردد والتردد الحرج f₀ تفسير إينشتين (النظرية الكمية) في عام ١٩٠٥م أعطى إينشتين التفسير الصحيح للظاهرة الكهروضوئية، وذلك بتبنيه فرضية بلانك في التكميم وتطبيقها على الإشعاع الكهرومغناطيسي مع الأخذ بنظرية جسيمات الموجات (الطبيعة المزدوجة للضوء). وبذلك التفسير استحق اينشتين جائزة نوبل عام ١٩٢١م. افترض إينشتين أن الإشعاع الكهرومغناطيسي (الضوء) ذا التردد (f) الساقط على سطح فلزي يحوي رزم (كمات) صغيرة من الطاقة تدعى الفوتونات كل منها ذو طاقة مقدارها (hf). وأن الإلكترونات المنبعثة من السطح غالباً ما تنسجم مع النظرية الجسيمية للضوء، بفرض أنه يحدث تفاعل (تصادم) واحد لواحد بين جسيمات الإلكترونات وجسيمات الفوتونات الساقطة عليه حيث يُفنى الفوتون بعد أن يعطى كل طاقته للإلكترون. وإذا امتص الإلكترون فوتوناً من الطاقة أي كمّاً (quantum) من الطاقة مقداره (hf) وكان تردد الضوء الساقط (f) أصغر من التردد الحرج (f₀)، فإن طاقة الفوتون لا تكفي لانتزاع الإلكترون من سطح الفلز. وعندما يكون تردد الضوء الساقط يساوي التردد الحرج (f₀) فإن طاقة الفوتون (hf₀) في هذه الحالة تكون كافية فقط لتحرير الإلكترون من طاقة ربطة بالمعدن دون أكسابه طاقة حركية. أما إذا كان تردد الضوء الساقط (f) أكبر من التردد الحرج (f₀) فإن طاقة الف