Física moderna

Potencial retardador

Barre V — observa la curva I–V; la corriente cae cuando el voltaje retardador se acerca a V_stop.

Potencial retardador — simulación interactiva de Física moderna. Barre V — observa la curva I–V; la corriente cae cuando el voltaje retardador se acerca a V_stop. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Potencial de corte

Barre V: observa la curva I–V; la corriente cae cuando el voltaje retardador se acerca a V_stop.

El voltaje de frenado se opone a los fotoelectrones más rápidos. En el potencial de frenado V_stop, incluso los electrones más energéticos no logran alcanzar el colector: eV_stop = K_max = hf − φ. Medir V_stop frente a la frecuencia da la constante de Planck y la función trabajo—el experimento que explicó Einstein.

• Voltaje de parada eV_stop = K_max
• I–V curve

Informe de investigación

Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta de conducción

Se aplica un voltaje de retardo para empujar los fotoelectrones expulsados hacia el metal. ¿Qué voltaje se necesita para detener apenas incluso los electrones expulsados ​​más rápido?

Predicciones para pesar

• El voltaje de parada no depende de la energía del fotón.
• El voltaje de parada (en voltios) es numéricamente igual a la energía cinética máxima (en eV); se necesita exactamente esa misma cantidad de trabajo inverso para detener a los electrones más rápidos.
• La tensión de parada depende de la forma de la fotocélula, no de la luz.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Longitud de onda λ (nm)

Lo que mides:

• Energía del fotón E_γ (eV)
• Detener el potencial V_stop (V)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el preajuste de retardo fotoeléctrico y presione Restablecer. La función de trabajo de la fotocélula está fijada en 2.0 eV.
2. Habilite la lectura del potencial de parada.
3. Establezca la longitud de onda de la luz para cada prueba y registre el potencial de parada necesario para detener los fotoelectrones más rápidos.

Ecuación rectora

Detener el potencial — V_stop = K_max/e

El voltaje de retardo que apenas detiene a los fotoelectrones más rápidos es igual a su energía cinética máxima en eV: V_stop = K_max = E_γ − φ. Esto proporciona una lectura directa y fácil de medir de la energía del fotón por encima del umbral.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule E_γ = hc/λ, luego V_stop = K_max = E_γ − φ usando φ = 2.0 eV (numéricamente, ya que 1 eV de energía cinética se detiene exactamente con 1 V de potencial de retardo). Compare con la tabla.
• Explique por qué medir el voltaje de parada es un truco experimental inteligente: lee directamente K_max en eV sin necesidad de medir directamente las velocidades de los electrones.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• Si, en cambio, trazaras V_stop contra la FRECUENCIA de la luz (no la longitud de onda), la pendiente de esa línea sería igual a h/e, la constante de Planck dividida por la carga del electrón. Explique por qué esta gráfica se usó históricamente para medir la constante de Planck de manera experimental.
• ¿Cuál sería el potencial de frenado de la luz con energía fotónica inferior a 2.0 eV? ¿Necesitaría siquiera un potencial de parada en ese caso?

• 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

1. Bienvenido al retardo fotoeléctrico
2. Selecciona la fotocelda
3. Pulsa Reproducir
4. Potencial de corte
5. Abre el panel de estudio
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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Efecto fotoeléctrico