Истинска фотоклетка: работата на излизане на натрия

1 · Предскажи

Работата на излизане на натрия е 2.28 eV, съответстваща на прагова дължина на вълната около 544 nm (жълто-зелена светлина). Би ли изтласкала червена светлина (около 650 nm) фотоелектрони от натрий, колкото и ярка да е?

• Да, ако светлината е достатъчно ярка.
• Зависи от това колко дълго свети светлината.
• Не — енергията на фотона на червената светлина е под работата на излизане на натрия, така че никакви електрони не се изтласкват независимо от интензитета.

2 · Постановка

1. Отвори настройката натриева фотоклетка и натисни Нулирай. Работата на излизане на натрия е 2.28 eV.
2. Включи показанията за енергия на фотона и статус на фотоемисия.
3. Задай дължината на вълната на светлината за всеки опит и запиши максималната кинетична енергия (0 ако е под прага).

3 · Събери данни

Чертай K_max (ос y) спрямо дължината на вълната λ (ос x) за трите си опита. На каква дължина на вълната K_max удря нула?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли E_γ = hc/λ, после K_max = max(0, E_γ − φ) с φ = 2.28 eV. Сравни с таблицата — потвърди, че опитът с най-дългата вълна дава K_max = 0.
2. Праговата дължина на вълната на натрия е λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Обясни защо всяка по-дълга вълна от тази (по-ниска енергия на фотона) никога не може да изтласка електрон от натрий, независимо от интензитета на светлината.

5 · Надгради

1. Различните фотоколтови материали се избират с работи на излизане, съответстващи на слънчевия спектър. Обясни защо материал с твърде ВИСОКА работа на излизане би пропилял по-голямата част от видимата слънчева светлина, вместо да я превръща в електричество.
2. Този експеримент показва, че K_max зависи от дължината на вълната (цвят), не от яркостта. Кое физическо свойство на светлината СЕ променя, ако увеличиш яркостта при фиксирана дължина на вълната над прага?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат