आधुनिक भौतिकी
सोडियम प्रकाश-विद्युत सेल
विन्यस्त 500 nm फोटॉन (2.48 eV), 2.28 eV से अधिक हैं; 589 nm सोडियम D-लाइन फोटॉन (~2.1 eV) इस मॉडल में उत्सर्जन नहीं करते।
सोडियम प्रकाश-विद्युत सेल — इंटरैक्टिव आधुनिक भौतिकी सिमुलेशन। विन्यस्त 500 nm फोटॉन (2.48 eV), 2.28 eV से अधिक हैं; 589 nm सोडियम D-लाइन फोटॉन (~2.1 eV) इस मॉडल में उत्सर्जन नहीं करते। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
फोटोसेल का I–V वक्र
500 nm (2.48 eV) उत्सर्जन कराता है; 589 nm (~2.1 eV) नहीं।
विन्यस्त 500 nm फोटॉन (2.48 eV), 2.28 eV से अधिक हैं; 589 nm सोडियम D-लाइन फोटॉन (~2.1 eV) इस मॉडल में उत्सर्जन नहीं करते।
- सोडियम के लिए φ
- पीली रेखा λ
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
सोडियम का कार्य फ़ंक्शन 2.28 eV है, जो 544 एनएम (yellow-green प्रकाश) के आसपास एक थ्रेशोल्ड तरंग दैर्ध्य के अनुरूप है। क्या लाल प्रकाश (650 एनएम के आसपास) सोडियम से किसी भी फोटोइलेक्ट्रॉन को बाहर निकाल देगा, चाहे वह कितना भी चमकीला क्यों न हो?
तौलने की भविष्यवाणी
- हाँ, यदि प्रकाश पर्याप्त उज्ज्वल हो।
- यह इस पर निर्भर करता है कि प्रकाश कितनी देर तक चमकता है।
- नहीं - लाल प्रकाश की फोटॉन ऊर्जा सोडियम के कार्य फलन से कम है, इसलिए तीव्रता की परवाह किए बिना कोई भी इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित नहीं होता है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- तरंग दैर्ध्य λ (nm)
आप क्या मापते हैं:
- फोटॉन ऊर्जा E_γ (eV)
- अधिकतम गतिज ऊर्जा K_max (eV)
जाँच कैसे चलती है
- sodium-photocell प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। सोडियम का कार्य फलन 2.28 eV है।
- photon-energy और photoemission-status रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए प्रकाश की तरंग दैर्ध्य निर्धारित करें और अधिकतम गतिज ऊर्जा (0 यदि सीमा से नीचे है) रिकॉर्ड करें।
शासक समीकरण
दहलीज व्यवहार — K_max = E − φ
K_max = अधिकतम (0, E_γ - φ): कार्य फ़ंक्शन के नीचे, तीव्रता की परवाह किए बिना कोई भी फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जित नहीं होता है - एक तेज सीमा जिसे प्रकाश की एक विशुद्ध शास्त्रीय (तरंग) तस्वीर समझा नहीं सकती है।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, E_γ = hc/λ, फिर K_max = अधिकतम (0, E_γ - φ) φ = 2.28 eV का उपयोग करके गणना करें। तालिका से तुलना करें - पुष्टि करें कि longest-wavelength परीक्षण K_max = 0 देता है। .
- सोडियम की देहली तरंगदैर्घ्य λ_threshold = hc/φ ≈ 544 एनएम है। बताएं कि इससे अधिक लंबी तरंगदैर्ध्य (कम फोटॉन ऊर्जा) कभी भी सोडियम से इलेक्ट्रॉन को बाहर क्यों नहीं निकाल सकती, चाहे प्रकाश की तीव्रता कुछ भी हो।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- सौर स्पेक्ट्रम से मेल खाने वाले कार्य कार्यों के लिए विभिन्न फोटोवोल्टिक सामग्रियों को चुना जाता है। बताएं कि क्यों बहुत अधिक कार्य क्षमता वाली सामग्री सूर्य की अधिकांश दृश्य रोशनी को बिजली में परिवर्तित करने के बजाय बर्बाद कर देगी।
- यह प्रयोग दर्शाता है कि K_max तरंग दैर्ध्य (रंग) पर निर्भर करता है, चमक पर नहीं। यदि आप सीमा से ऊपर एक निश्चित तरंग दैर्ध्य पर चमक बढ़ाते हैं तो प्रकाश की कौन सी भौतिक संपत्ति बदल जाती है?
- 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
- सोडियम फोटोसेल में आपका स्वागत है
- फोटोसेल
- चलाएँ दबाएँ
- सोडियम कार्य फलन
- निरीक्षक खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।