Formelsamling

Fotoelektriska effekten

En foton som träffar en metall lösgör en elektron om dess energi räcker, och resten blir rörelseenergi.

hf=W+Ekhf = W + E_k

h * f = W + Ek

Finns iFy2

Enligt Skolverkets centrala innehåll ingår formeln i

Gy11, för dig som började gymnasiet före hösten 2025
Fysik 2
Gy25, för dig som började hösten 2025 eller senare
Fysik nivå 2

Variabler

SymbolBetydelseEnhet
hhPlancks konstantjoulesekund (Js)
ffLjusets frekvenshertz (Hz)
WWUtträdesarbetet, metallens tröskeljoule (J)
EkE_kElektronens största möjliga rörelseenergi, Ek,maxE_{k,max}joule (J)

Enheterna i formlerna, och vad var och en mäter

Gäller när

  • Är fotonenergin mindre än utträdesarbetet lösgörs ingen elektron alls, hur starkt ljuset än är.

När används Fotoelektriska effekten?

Det var den här effekten Einstein förklarade 1905, och det var för den han fick Nobelpriset. Vågteorin förutsäger att tillräckligt starkt ljus alltid ska lösgöra elektroner, men försöket visar att rött ljus inte gör det för till exempel zink, oavsett styrka.

Slutsatsen var att ljuset kommer i paket. En elektron träffas av en foton i taget, och räcker inte det paketet händer ingenting.

Exempel

Ljus med frekvensen 1,0⋅10151{,}0 \cdot 10^{15} Hz träffar en metall med utträdesarbetet 3,0⋅10−193{,}0 \cdot 10^{-19} J. Vilken rörelseenergi får elektronen?

Räkna ut fotonens energi, utan att avrunda änhf=6,626⋅10−34⋅1,0⋅1015=6,626⋅10−19hf = 6{,}626 \cdot 10^{-34} \cdot 1{,}0 \cdot 10^{15} = 6{,}626 \cdot 10^{-19}
Dra bort utträdesarbetetEk=6,626⋅10−19−3,0⋅10−19E_k = 6{,}626 \cdot 10^{-19} - 3{,}0 \cdot 10^{-19}
Räkna ut. Vid subtraktion styr antalet decimaler. Med frekvensens två värdesiffror har hfhf en decimal, 6,6⋅10−196{,}6 \cdot 10^{-19}, och utträdesarbetet 3,0⋅10−193{,}0 \cdot 10^{-19} har också en, så svaret får en decimalEk=3,626⋅10−19≈3,6⋅10−19E_k = 3{,}626 \cdot 10^{-19} \approx 3{,}6 \cdot 10^{-19}

Svar: Rörelseenergin är 3,6⋅10−193{,}6 \cdot 10^{-19} J.

Vanliga fel

  • Att tro att starkare ljus ger snabbare elektroner. Fler fotoner ger fler elektroner, men frekvensen avgör farten.
  • Att blanda ihop joule och elektronvolt. Utträdesarbeten anges ofta i eV, och 11 eV är 1,602⋅10−191{,}602 \cdot 10^{-19} J.

Bygger på

Hänvisa till den här sidan

Bergsten, M. (2026). Fotoelektriska effekten. Formelsamling.se. https://formelsamling.se/formel/fotoelektriska-effekten/

Texten är fri att använda för undervisning och eget arbete under CC BY 4.0. Ange formelsamling.se som källa.

Av Mats BergstenUppdaterad Källa: Skolverkets ämnesplan i fysikRapportera fel
Ändringar på sidan (2)

  • Förtydligat: Exemplet avrundar nu inte fotonenergin innan utträdesarbetet dras bort. Det visar det oavrundade värdet 3,626⋅10−193{,}626 \cdot 10^{-19} J och varför svaret avrundas till en decimal: vid subtraktion styr antalet decimaler.

  • Rättat: Sidan sa att rött ljus aldrig slår ut elektroner. Det beror på metallen. För zink gör det inte det.