Física moderna
Potencial de frenament
Escombra V i mira la corba I–V: el corrent cau quan la tensió de frenament s'acosta a V_stop.
Potencial de frenament — simulació interactiva de Física moderna. Escombra V i mira la corba I–V: el corrent cau quan la tensió de frenament s'acosta a V_stop. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Potencial de frenament
Escombra V i mira la corba I–V: el corrent cau quan la tensió de frenament s'acosta a V_stop.
La tensió de frenament s'oposa als fotoelectrons més ràpids. Al potencial de frenament V_stop, fins i tot els electrons més energètics no arriben al col·lector: eV_stop = K_max = hf − φ. Mesurar V_stop contra la freqüència dóna la constant de Planck i la funció treball: l'experiment que Einstein va explicar.
- eV_stop = K_max
- Corba I–V
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
S'aplica una tensió de frenament per empènyer els fotoelectrons expulsats de tornada cap al metall. Quina tensió cal per aturar just fins i tot els electrons expulsats més ràpids?
Prediccions a valorar
- La tensió d'aturada no depèn de l'energia del fotó.
- La tensió d'aturada (en volts) iguala numèricament l'energia cinètica màxima (en eV): cal exactament aquell treball invers per aturar els electrons més ràpids.
- La tensió d'aturada depèn de la forma de la fotocèl·lula, no de la llum.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Longitud d'ona λ (nm)
El que tu mesures:
- Energia del fotó E_γ (eV)
- Potencial de frenament V_stop (V)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «L'efecte fotoelèctric» i prem Restableix. La funció treball de la fotocèl·lula és fixa a 2.0 eV.
- Activa la lectura de potencial de frenament.
- Defineix la longitud d'ona de la llum per a cada prova i enregistra el potencial de frenament necessari per aturar els fotoelectrons més ràpids.
Equació governant
Potencial de frenament — V_stop = K_max/e
La tensió de frenament que just atura els fotoelectrons més ràpids iguala la seva energia cinètica màxima en eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. Això dóna una lectura directa i fàcil de mesurar de l'energia del fotó per sobre del llindar.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula E_γ = hc/λ, i després V_stop = K_max = E_γ − φ amb φ = 2.0 eV (numèricament, ja que 1 eV d'energia cinètica l'atura exactament 1 V de potencial de frenament). Compara-ho amb la taula.
- Explica per què mesurar la tensió d'aturada és un truc experimental enginyós: llegeix directament K_max en eV sense necessitar mesurar velocitats d'electró directament.
On apareix això més enllà del laboratori
- Si representaveu V_stop contra la FREQÜÈNCIA de la llum (no la longitud d'ona), el pendent d'aquella línia igualaria h/e: la constant de Planck dividida per la càrrega de l'electró. Explica per què aquest gràfic es va fer servir històricament per mesurar experimentalment la constant de Planck.
- Quin seria el potencial de frenament per a llum amb energia de fotó per sota de 2.0 eV? Caldria ni tan sols un potencial de frenament en aquell cas?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Benvingut a Frenament fotoelèctric
- Selecciona la fotocèl·lula
- Prem Reprodueix
- Potencial de frenament
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →