Nüüdisaegne füüsika
Pidurduspinge
Keri V-d — vaata I–V kõverat; vool langeb, kui pidurdav pinge läheneb V_stop-ile.
Pidurduspinge — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. Keri V-d — vaata I–V kõverat; vool langeb, kui pidurdav pinge läheneb V_stop-ile. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Pidurduspotentsiaal
Keri V-d — vaata I–V kõverat; vool langeb, kui pidurdav pinge läheneb V_stop-ile.
Pidurdav pinge seisab kiireimatele fotoelektronidele vastu. Pidurduspinge V_stop juures ei jõua koguni kõige energilisemad elektronid kollektorini: eV_stop = K_max = hf − φ. V_stop mõõtmine sageduse funktsioonina annab Plancki konstandi ja väljalaskefunktsiooni — eksperiment, mille Einstein selgitas.
- eV_stop = K_max
- I–V kõver
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Pidurdav pinge rakendatakse, et lükata väljastatud fotoelektronid tagasi metalli poole. Missugune pinge on vaja, et napilt peatada isegi kõige kiiremad väljastatud elektronid?
Kaalutavad ennustused
- Pidurduspinge ei sõltu footoni energiast.
- Pidurduspinge (voltides) on arvuliselt võrdne maksimaalse kineetilise energiaga (eV-des) — täpselt nii palju pööratud tööd on vaja, et kõige kiiremad elektronid peatada.
- Pidurduspinge sõltub fotoelemendi kujust, mitte valgusest.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Lainepikkus λ (nm)
Mida sa mõõdad:
- Footoni energia E_γ (eV)
- Pidurduspotentsiaal V_stop (V)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava fotoefekti pidurduse eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Fotoelemendi väljumistöö on fikseeritud 2,0 eV.
- Lülita sisse pidurduspotentsiaali näit.
- Sea iga katse jaoks valguse lainepikkus ja kirjuta üles pidurduspotentsiaal, mis on vaja kõige kiiremate fotoelektronide peatamiseks.
Juhtiv võrrand
Pidurduspotentsiaal — V_stop = K_max/e
Pidurdav pinge, mis napilt peatab kiireimad fotoelektronid, võrdub nende maksimaalse kineetilise energiaga eV-des: V_stop = K_max = E_γ − φ. See annab otsese, kergesti mõõdetava näidu footoni energiast üle piiri.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses E_γ = hc/λ, seejärel V_stop = K_max = E_γ − φ, kasutades φ = 2.0 eV (arvuliselt, sest 1 eV kineetilist energiat peatab täpselt 1 V pidurdavat pinget). Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks pidurduspinge mõõtmine on nutikas eksperimentaalne trikk: ta loeb otse K_max-i eV-des, ilma et oleks vaja elektronide kiirusi otse mõõta.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Kui sa joonistaksid V_stop valguse SAGEDUSE (mitte lainepikkuse) suhtes, oleks selle joone tõus võrdne h/e-ga — Plancki konstant jagatud elektroni laenguga. Selgita, miks seda graafikut kasutati ajalooliselt Plancki konstandi eksperimentaalseks mõõtmiseks.
- Missugune oleks pidurduspotentsiaal valgusele, mille footoni energia on allpool 2,0 eV? Kas sa üldse vajaksid sel juhul pidurduspotentsiaali?
- 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
- Tere tulemast fotoelektrilise pidurduse juurde
- Vali fotoelement
- Vajuta Esita
- Pidurduspotentsiaal
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.