Moderne fysik
Bremsepotentiale
Variér V — se I–V-kurven; strømmen falder, efterhånden som den modarbejdende spænding nærmer sig V_stop.
Bremsepotentiale — interaktiv Moderne fysik-simulation. Variér V — se I–V-kurven; strømmen falder, efterhånden som den modarbejdende spænding nærmer sig V_stop. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Stoppotentiale
Varier V — se I–V-kurven; strømmen falder, efterhånden som modspændingen nærmer sig V_stop.
Modspændingen virker imod de hurtigste fotoelektroner. Ved stoppotentialet V_stop når selv de mest energiske elektroner ikke frem til kollektoren: eV_stop = K_max = hf − φ. Ved at måle V_stop som funktion af frekvensen fås Plancks konstant og udtrædelsesarbejdet — det eksperiment, Einstein forklarede.
- eV_stop = K_max
- I–V-kurve
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En modspænding påføres for at skubbe udslyngede fotoelektroner tilbage mod metallet. Hvilken spænding skal til for netop at standse selv de hurtigste udslyngede elektroner?
Forudsigelser at afveje
- Stopspændingen afhænger ikke af fotonenergien.
- Stopspændingen (i volt) er numerisk lig med den maksimale kinetiske energi (i eV) — der skal præcis så meget omvendt arbejde til for at standse de hurtigste elektroner.
- Stopspændingen afhænger af fotocellens form, ikke af lyset.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Bølgelængde λ (nm)
Det, du måler:
- Fotonenergi E_γ (eV)
- Stoppotentiale V_stop (V)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen photoelectric-retard, og tryk på Nulstil. Fotocellens udtrædelsesarbejde er fast på 2.0 eV.
- Slå stoppotentialeaflæsningen til.
- Indstil lysets bølgelængde for hvert forsøg, og notér stoppotentialet, der skal til for at standse de hurtigste fotoelektroner.
Styrende ligning
Stoppotentiale — V_stop = K_max/e
Den modspænding, der netop standser de hurtigste fotoelektroner, er lig med deres maksimale kinetiske energi i eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. Det giver en direkte, let målbar aflæsning af fotonenergien over tærsklen.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for ét forsøg E_γ = hc/λ, derefter V_stop = K_max = E_γ − φ med φ = 2.0 eV (numerisk, da 1 eV kinetisk energi standses af præcis 1 V modspænding). Sammenlign med tabellen.
- Forklar, hvorfor måling af stopspændingen er et smart eksperimentelt trick: den aflæser K_max direkte i eV uden behov for at måle elektroners fart direkte.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Hvis du i stedet afbildede V_stop mod lysets FREKVENS (ikke bølgelængde), ville linjens hældning være h/e — Plancks konstant divideret med elektronladningen. Forklar, hvorfor denne graf historisk blev brugt til eksperimentelt at måle Plancks konstant.
- Hvad ville stoppotentialet være for lys med fotonenergi under 2.0 eV? Ville der overhovedet skulle et stoppotentiale til i det tilfælde?
- 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
- Velkommen til Fotoelektrisk bremsning
- Vælg fotocellen
- Tryk på Afspil
- Stoppotentiale
- Åbn egenskabspanelet
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →