Päris fotoelement: naatriumi väljumistöö

1 · Ennusta

Naatriumi väljumistöö on 2,28 eV, vastavalt piirlainepikkusele umbes 544 nm (kollakasroheline valgus). Kas punane valgus (umbes 650 nm) väljastaks naatriumilt üldse fotoelektrone, ükskõik kui ere ta on?

• Jah, kui valgus on piisavalt ere.
• See sõltub sellest, kui kaua valgus paistab.
• Ei — punase valguse footoni energia on allpool naatriumi väljumistööd, seega ükski elektron ei väljastu sõltumata intensiivsusest.

2 · Seadista

1. Ava naatriumi fotoelemendi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Naatriumi väljumistöö on 2,28 eV.
2. Lülita sisse footoni energia ja fotoemissiooni oleku näidud.
3. Sea iga katse jaoks valguse lainepikkus ja kirjuta üles maksimaalne kineetiline energia (0, kui allpool piiri).

3 · Kogu andmeid

Joonista K_max (y-telg) lainepikkuse λ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Millisel lainepikkusel K_max jõuab nullini?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses E_γ = hc/λ, seejärel K_max = max(0, E_γ − φ), kasutades φ = 2.28 eV. Võrdle tabeliga — kinnita, et pikima lainepikkusega katse annab K_max = 0.
2. Naatriumi piirlainepikkus on λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Selgita, miks iga temast pikem lainepikkus (väiksem footoni energia) ei saa kunagi naatriumist elektroni väljastada, ükskõik missugune valguse intensiivsus.

5 · Laienda

1. Eri fotogalvaanilisi materjale valitakse nii, et nende väljumistööd vastaksid päikespektrile. Selgita, miks liiga KÕRGE väljumistööga materjal raiskaks suure osa päikese nähtavast valgust pigem kui selle elektri muundaks.
2. See eksperiment näitab, et K_max sõltub lainepikkusest (värvist), mitte heledusest. Missugune valguse füüsikaline suurus MUUTUB, kui sa suurendad heledust fikseeritud lainepikkusel üle piiri?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte