Todellinen fotokenno: natriumin irtoamistyö

1 · Ennusta

Natriumin irtoamistyö on 2.28 eV, mikä vastaa kynnysaallonpituutta noin 544 nm (keltavihreä valo). Irrottaisiko punainen valo (noin 650 nm) mitään fotoelektroneja natriumista, riippumatta siitä, kuinka kirkas se on?

• Kyllä, jos valo on tarpeeksi kirkas.
• Se riippuu siitä, kuinka kauan valo paistaa.
• Ei – punaisen valon fotonin energia on natriumin irtoamistyön alapuolella, joten elektroneja ei irtoa riippumatta intensiteetistä.

2 · Kokoa

1. Avaa natriumfotokenno-esiasetus ja paina Nollaa. Natriumin irtoamistyö on 2.28 eV.
2. Ota käyttöön fotonin energian ja fotoemissiotilan lukemat.
3. Aseta valon aallonpituus jokaiselle suoritukselle ja kirjaa maksimiliike-energia (0, jos kynnyksen alapuolella).

3 · Kerää data

Kuvaa K_max (y-akseli) aallonpituutta λ vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Millä aallonpituudella K_max osuu nollaan?

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske E_γ = hc/λ, sitten K_max = max(0, E_γ − φ) arvolla φ = 2.28 eV. Vertaa taulukkoon – varmenna, että pisin aallonpituus -suoritus antaa K_max = 0.
2. Natriumin kynnysaallonpituus on λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Selitä, miksi mikään tätä pidempi aallonpituus (pienempi fotonin energia) ei voi koskaan irrottaa elektronia natriumista riippumatta valon intensiteetistä.

5 · Laajenna

1. Eri fotovoltaarisia materiaaleja valitaan sellaisilla irtoamistöillä, jotka on sovitettu aurinkospektriin. Selitä, miksi materiaali, jolla on liian KORKEA irtoamistyö, hukuttaisi suuren osan auringon näkyvästä valosta sen sijaan, että muuntaisi sen sähköksi.
2. Tämä koe osoittaa, että K_max riippuu aallonpituudesta (väristä), ei kirkkaudesta. Mikä valon fysikaalinen ominaisuus MUUTTUU, jos lisäät kirkkautta kiinteällä aallonpituudella kynnyksen yläpuolella?

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia