Moderna fizika
Natrijeva fotostanica
Postavljeni fotoni od 500 nm (2.48 eV) prelaze 2.28 eV; fotoni natrijeve D-linije od 589 nm (~2.1 eV) ne emitiraju u ovom modelu.
Natrijeva fotostanica — interaktivna simulacija: Moderna fizika. Postavljeni fotoni od 500 nm (2.48 eV) prelaze 2.28 eV; fotoni natrijeve D-linije od 589 nm (~2.1 eV) ne emitiraju u ovom modelu. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
I–V fotostanice
500 nm (2.48 eV) emitira; 589 nm (~2.1 eV) ne emitira.
Postavljeni fotoni od 500 nm (2.48 eV) prelaze 2.28 eV; fotoni natrijeve D-linije od 589 nm (~2.1 eV) ne emitiraju u ovom modelu.
- φ za natrij
- Žuta linija λ
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Izlazni rad natrija je 2.28 eV, što odgovara pragovnoj valnoj duljini oko 544 nm (žuto-zeleno svjetlo). Bi li crveno svjetlo (oko 650 nm) izbacilo fotoelektrone iz natrija, ma koliko bilo svijetlo?
Predviđanja za odvagnuti
- Da, ako je svjetlost dovoljno svijetla.
- Ovisi o tome koliko dugo svjetlost sija.
- Ne — energija fotona crvenog svjetla ispod je izlaznog rada natrija, pa se nijedan elektron ne izbacuje bez obzira na jakost.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Valna duljina λ (nm)
Što mjeriš:
- Energija fotona E_γ (eV)
- Maksimalna kinetička energija K_max (eV)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav sodium-photocell i pritisni Resetiraj. Izlazni rad natrija je 2.28 eV.
- Omogući očitanja energije fotona i statusa fotoemisije.
- Postavi valnu duljinu svjetlosti za svaki pokušaj i zabilježi maksimalnu kinetičku energiju (0 ako je ispod praga).
Odgovarajuća jednadžba
Ponašanje praga — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): ispod izlaznog rada, nijedan fotoelektron se ne emitira bez obzira na jakost — oštar prag koji čisto klasična (valna) slika svjetlosti ne može objasniti.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj E_γ = hc/λ, zatim K_max = max(0, E_γ − φ) koristeći φ = 2.28 eV. Usporedi s tablicom — potvrdi da pokušaj najdulje valne duljine daje K_max = 0.
- Pragovna valna duljina natrija je λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Objasni zašto bilo koja dulja valna duljina (niža energija fotona) nikad ne može izbaciti elektron iz natrija, ma kakva bila jakost svjetlosti.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Različiti fotovoltaički materijali biraju se s izlaznim radovima usklađenim sa solarnim spektrom. Objasni zašto bi materijal s preVISOKIM izlaznim radom rasipao većinu vidljivog sunca umjesto da je pretvori u elektricitet.
- Ovaj pokus pokazuje da K_max ovisi o valnoj duljini (boji), a ne o svjetlini. Koje fizičko svojstvo svjetlosti SE mijenja ako povećaš svjetlinu pri fiksnoj valnoj duljini iznad praga?
- 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
- Dobro došli u natrijevu fotostanicu
- Odaberi fotostanicu
- Pritisni Pokreni
- Izlazni rad natrija
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →