Física moderna

Umbral fotoeléctrico

Ajusta λ y φ — la fotocorriente se detiene bajo la frecuencia umbral; lee V_stop.

Umbral fotoeléctrico — simulación interactiva de Física moderna. Ajusta λ y φ — la fotocorriente se detiene bajo la frecuencia umbral; lee V_stop. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Efecto fotoeléctrico

Ajusta λ y φ: la fotocorriente se detiene por debajo de la frecuencia umbral; lee V_stop.

La ecuación fotoeléctrica de Einstein K_max = hf − φ relaciona la energía del fotón con la energía cinética del electrón expulsado. Por debajo de la frecuencia umbral hf < φ, ningún electrón sale sin importar la intensidad—prueba de que la luz está cuantizada. Ajusta la longitud de onda y la función trabajo para encontrar el corte.

• Efecto fotoeléctrico K_max = hf − φ
• Frecuencia umbral

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

Luz de diferentes longitudes de onda incide sobre un metal con función de trabajo 2.3 eV. Mientras ambas longitudes de onda estén por encima del umbral, ¿un fotón más azul (de longitud de onda más corta) expulsa un electrón con más energía cinética?

Predicciones para pesar

• No, la energía cinética depende solo de la intensidad de la luz, no de la longitud de onda.
• Depende del color del metal, no de la longitud de onda de la luz.
• Sí, por encima del umbral, una longitud de onda más corta significa una mayor energía de los fotones, por lo que los electrones expulsados ​​tienen más energía cinética.

Roles variables

Lo que configuraste:

• Longitud de onda λ (nm)

Lo que mides:

• Energía del fotón E_γ (eV)
• Energía cinética máxima K_max (eV)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el valor preestablecido del umbral fotoeléctrico y presione Restablecer. La función de trabajo de la fotocélula está fijada en 2.3 eV.
2. Habilite las lecturas de energía de fotones y energía cinética máxima.
3. Establezca la longitud de onda de la luz para cada prueba y registre la energía cinética máxima de los electrones expulsados.

Ecuación rectora

Energía de fotones — E = hc/λ

La energía de un fotón depende únicamente de su longitud de onda (o frecuencia): E = hc/λ = hf. Una longitud de onda más corta significa fotones de mayor energía.

Energía cinética máxima del fotoelectrón — K_max = E − φ

Ecuación fotoeléctrica de Einstein: la energía de un fotón entrante primero paga la función de trabajo (la energía que une un electrón al metal), y lo que sobra se convierte en la energía cinética del electrón expulsado: K_max = E_γ − φ.

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

• Para una prueba, calcule E_γ = hc/λ usando h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, c = 3×10⁸ m/s, luego K_max = E_γ − φ usando φ = 2.3 eV. Compare ambos con la tabla.
• Explique por qué K_max aumenta linealmente con la energía del fotón (y por lo tanto con 1/λ) una vez que está por encima del umbral, con una pendiente de exactamente 1 y una intersección con el eje y de −φ.

¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?

• La teoría ondulatoria clásica predijo que incluso la luz tenue y de baja frecuencia eventualmente expulsaría electrones si se espera lo suficiente o se aumenta la intensidad. Explique por qué el agudo umbral de energía del efecto fotoeléctrico (independiente de la intensidad) era tan sorprendente antes de la explicación de los fotones de Einstein.
• Si duplicaras la intensidad de la luz a la misma longitud de onda, ¿cambiaría K_max? ¿Qué cambiaría en su lugar?

• 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. ¿Más o menos energía?
2. Desplázate hacia el azul
3. Captura la energía cinética
4. Abre los datos
5. Explica tu evidencia

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

Abrir laboratorio interactivo →

Descargar ficha de laboratorio →

Efecto fotoeléctrico