Física moderna
Llindar fotoelèctric
Ajusta λ i φ: el fotocorrent s'atura per sota de la freqüència llindar; llegeix V_stop.
Llindar fotoelèctric — simulació interactiva de Física moderna. Ajusta λ i φ: el fotocorrent s'atura per sota de la freqüència llindar; llegeix V_stop. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Efecte fotoelèctric
Ajusta λ i φ: el fotocorrent s'atura per sota de la freqüència llindar; llegeix V_stop.
L'equació fotoelèctrica d'Einstein K_max = hf − φ lliga l'energia del fotó amb l'energia cinètica de l'electró expulsat. Per sota de la freqüència llindar hf < φ, cap electró no surt sigui quina sigui la intensitat: prova que la llum és quantitzada. Ajusta longitud d'ona i funció treball per trobar el tall.
- K_max = hf − φ
- Freqüència llindar
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
Llum de longituds d'ona diferents incideix en un metall amb funció treball de 2.3 eV. Mentre totes dues longituds d'ona siguin per sobre del llindar, expulsa un fotó més blau (longitud d'ona més curta) un electró amb més energia cinètica?
Prediccions a valorar
- No: l'energia cinètica depèn només de la intensitat de la llum, no de la longitud d'ona.
- Depèn del color del metall, no de la longitud d'ona de la llum.
- Sí: per sobre del llindar, longitud d'ona més curta significa energia de fotó més alta, i els electrons expulsats tenen més energia cinètica.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Longitud d'ona λ (nm)
El que tu mesures:
- Energia del fotó E_γ (eV)
- Energia cinètica màxima K_max (eV)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «L'efecte fotoelèctric» i prem Restableix. La funció treball de la fotocèl·lula és fixa a 2.3 eV.
- Activa les lectures d'energia del fotó i energia cinètica màxima.
- Defineix la longitud d'ona de la llum per a cada prova i enregistra l'energia cinètica màxima dels electrons expulsats.
Equació governant
Energia del fotó — E = hc/λ
L'energia d'un fotó depèn només de la seva longitud d'ona (o freqüència): E = hc/λ = hf. Longitud d'ona més curta significa fotons de més energia.
Energia cinètica màxima dels fotoelectrons — K_max = E − φ
L'equació fotoelèctrica d'Einstein: l'energia d'un fotó incident paga primer la funció treball (l'energia que lliga un electró al metall), i el que sobra esdevé l'energia cinètica de l'electró expulsat: K_max = E_γ − φ.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula E_γ = hc/λ amb h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, i després K_max = E_γ − φ amb φ = 2.3 eV. Compara totes dues amb la taula.
- Explica per què K_max creix linealment amb l'energia del fotó (i per tant amb 1/λ) un cop ets per sobre del llindar, amb pendent exactament 1 i ordenada a l'origen −φ.
On apareix això més enllà del laboratori
- La teoria ondulatòria clàssica prediua que fins i tot llum tènue i de baixa freqüència acabaria expulsant electrons si esperes prou o puges la intensitat. Explica per què el llindar d'energia nítid de l'efecte fotoelèctric (independent de la intensitat) era tan sorprenent abans de l'explicació de fotons d'Einstein.
- Si doblossis la intensitat de la llum a la mateixa longitud d'ona, canviaria K_max? Què canviaria en canvi?
- 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
- Més o menys energia?
- Desplaça't cap al blau
- Captura l'energia cinètica
- Obre les dades
- Explica la teva evidència
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 →