Moderní fyzika
Brzdné napětí
Sweepuj V — sleduj křivku I–V; proud klesá, jak brzdící napětí míří k V_stop.
Brzdné napětí — interaktivní simulace Moderní fyzika. Sweepuj V — sleduj křivku I–V; proud klesá, jak brzdící napětí míří k V_stop. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Brzdné napětí
Sweepuj V — sleduj křivku I–V; proud klesá, jak brzdící napětí míří k V_stop.
Brzdící napětí odporuje nejrychlejším fotoelektronům. Při brzdovém napětí V_stop se na kolektor nedostanou ani nejenergičtější elektrony: eV_stop = K_max = hf − φ. Měření V_stop proti frekvenci dává Planckovu konstantu a výstupní práci — experiment, který vysvětlil Einstein.
- eV_stop = K_max
- Křivka I–V
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Brzdící napětí je přiloženo, aby vyražené fotoelektrony zatlačilo zpět ke kovu. Jaké napětí je potřeba, aby těsně zastavilo i nejrychlejší vyražené elektrony?
Predikce k zvážení
- Brzdové napětí na energii fotonu nezávisí.
- Brzdové napětí (ve voltech) se numericky rovná maximální kinetické energii (v eV) — trvá přesně tolik reverzní práce, aby zastavilo nejrychlejší elektrony.
- Brzdové napětí závisí na tvaru fotobuňky, ne na světle.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Vlnová délka λ (nm)
Co měříš:
- Energie fotonu E_γ (eV)
- Brzdné napětí V_stop (V)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu photoelectric-retard a stiskni Resetovat. Výstupní práce fotobuňky je pevně 2.0 eV.
- Zapni odečet brzdového napětí.
- Nastav vlnovou délku světla pro každý pokus a zapiš brzdové napětí potřebné k zastavení nejrychlejších fotoelektronů.
Řídící rovnice
Brzdné napětí — V_stop = K_max/e
Brzdící napětí, které těsně zastaví nejrychlejší fotoelektrony, se rovná jejich maximální kinetické energii v eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. To dává přímý, snadno měřitelný odečet energie fotonu nad prahem.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti E_γ = hc/λ, pak V_stop = K_max = E_γ − φ s φ = 2.0 eV (numericky, protože 1 eV kinetické energie je zastaven přesně 1 V brzdového potenciálu). Porovnej s tabulkou.
- Vysvětli, proč měření brzdového napětí je chytrý experimentální trik: přímo odečte K_max v eV bez potřeby přímo měřit rychlosti elektronů.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Kdybys vykreslil V_stop proti FREKVENCI světla (ne vlnové délce), směrnice té čáry by se rovnala h/e — Planckova konstanta dělená nábojem elektronu. Vysvětli, proč tento graf byl historicky použit k experimentálnímu měření Planckovy konstanty.
- Jaké by bylo brzdové napětí pro světlo s energií fotonu pod 2.0 eV? Potřeboval bys v tom případě vůbec brzdové napětí?
- 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
- Vítej v Brzděném fotojevu
- Vyber fotobuňku
- Stiskni Spustit
- Brzdné napětí
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →