Physique-Chimie : Lumière et Photon - Effet Photoélectrique et Travail d'Extraction
Physique-Chimie : Lumière et Photon
Thème : Effet photoélectrique et travail d’extraction
Introduction
La lumière peut se comporter comme une onde ou comme un corpuscule appelé photon. L’effet photoélectrique illustre cette nature particulaire et permet de mesurer l'énergie des photons.
Effet photoélectrique
Lorsqu’une lumière de fréquence f et d’intensité suffisante frappe la surface d’un métal, elle peut éjecter des électrons. Ce phénomène s’appelle l’effet photoélectrique.
Conditions nécessaires
- Une fréquence seuil f0
- Une intensité suffisante pour produire des électrons
Équation clé
Énergie du photon : E = h × f
où h est la constante de Planck (h ≈ 6,626 × 10-34 Js).
Travail d'extraction (Wm
Le travail d'extraction Wm est l'énergie minimum nécessaire pour libérer un électron à la surface du métal. Il se mesure en joules (J).
Relation avec la fréquence seuil
Présence d’un seuil de fréquence f0 :
Wm = h × f0
Les conclusions clés
- Les électrons sont émis lorsque la fréquence de la lumière est supérieure à la fréquence seuil.
- Plus la fréquence est élevée, plus l’électron reçoit d’énergie, augmentant sa vitesse d’éjection.
- Le phénomène confirme la nature corpusculaire de la lumière.
Résumé
La théorie de l’effet photoélectrique montre que la lumière possède une nature particulaire. Le travail d’extraction est la barrière énergétique à franchir pour éjecter un électron. La relation entre énergie photon et fréquence est primordiale dans cette explication.
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