Physique moderne
Potentiel retardateur
Balayez V — observez la courbe I–V ; le courant baisse quand la tension retardatrice approche V_stop.
Potentiel retardateur — simulation interactive de Physique moderne. Balayez V — observez la courbe I–V ; le courant baisse quand la tension retardatrice approche V_stop. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.
Potentiel d'arrêt
Balayez V : observez la courbe I-V ; le courant chute quand la tension de freinage s'approche de V_stop.
La tension de freinage s'oppose aux photoélectrons les plus rapides. Au potentiel d'arrêt V_stop, même les électrons les plus énergétiques n'atteignent pas le collecteur : eV_stop = K_max = hf − φ. Mesurer V_stop en fonction de la fréquence donne la constante de Planck et le travail d'extraction — l'expérience expliquée par Einstein.
- Tension d'arrêt eV_stop = K_max
- Courbe I–V
Résumé de l'investigation
Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire
Le brief reprend la page pré-rendue : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.
Question directrice
Une tension retardatrice est appliquée pour repousser les photoélectrons éjectés vers le métal. Quelle tension est nécessaire pour arrêter à peine même les électrons éjectés les plus rapides ?
Prédictions à évaluer
- La tension d'arrêt ne dépend pas de l'énergie des photons.
- La tension d’arrêt (en volts) est numériquement égale à l’énergie cinétique maximale (en eV) – il faut exactement autant de travail inverse pour arrêter les électrons les plus rapides.
- La tension d'arrêt dépend de la forme de la photocellule et non de la lumière.
Rôles des variables
Ce que vous définissez :
- Longueur d'onde λ (nm)
Ce que vous mesurez :
- Énergie photonique E_γ (eV)
- Potentiel d'arrêt V_stop (V)
Comment se déroule l'enquête
- Ouvrez le préréglage du retard photoélectrique et appuyez sur Réinitialiser. La fonction de travail de la photocellule est fixée à 2.0 eV.
- Activez la lecture du potentiel d’arrêt.
- Réglez la longueur d'onde de la lumière pour chaque essai et enregistrez le potentiel d'arrêt nécessaire pour arrêter les photoélectrons les plus rapides.
Équation gouvernante
Potentiel d'arrêt — V_stop = K_max/e
La tension retardatrice qui arrête à peine les photoélectrons les plus rapides est égale à leur énergie cinétique maximale en eV : V_stop = K_max = E_γ − φ. Cela donne une lecture directe et facile à mesurer de l’énergie des photons au-dessus du seuil.
Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre
- Pour un essai, calculez E_γ = hc/λ, puis V_stop = K_max = E_γ − φ en utilisant φ = 2.0 eV (numériquement, puisque 1 eV d'énergie cinétique est arrêté par exactement 1 V de potentiel retardateur). Comparez avec le tableau.
- Expliquez pourquoi mesurer la tension d'arrêt est une astuce expérimentale astucieuse : elle lit directement K_max en eV sans avoir besoin de mesurer directement les vitesses des électrons.
Où cela apparaît au-delà du laboratoire
- Si vous traciez V_stop en fonction de la FRÉQUENCE...
- Quel serait le potentiel d'arrêt pour la lumière avec une énergie photonique inférieure à 2.0 eV ? Auriez-vous même besoin d’un potentiel d’arrêt dans ce cas ?
- 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
- Bienvenue dans le retard fotoeléctrique
- Sélectionnez la photocellule
- Appuyez sur Lecture
- Potentiel d'arrêt
- Ouvrez le panneau des Propriétés
- Bravo !
Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.
Ouvrir le laboratoire interactif →
Télécharger la fiche de laboratoire →