Modern fizika
Fékező feszültség
Söpörd V-t — nézd az I–V görbét; az áram csökken, ahogy a fékező feszültség a V_stop-hoz közelít.
Fékező feszültség — interaktív Modern fizika szimuláció. Söpörd V-t — nézd az I–V görbét; az áram csökken, ahogy a fékező feszültség a V_stop-hoz közelít. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Megállító feszültség
Söpörd V-t — nézd az I–V görbét; az áram csökken, ahogy a fékező feszültség a V_stop-hoz közelít.
A fékező feszültség a leggyorsabb fotoelektronoknak ellene dolgozik. A V_stop megállító feszültségnél még a legenergikusabb elektronok sem érik el a kollektort: eV_stop = K_max = hf − φ. A V_stop mérése frekvencia szerint a Planck-állandót és a kilépési munkát adja — a kísérlet, amelyet Einstein magyarázott.
- eV_stop = K_max
- I–V görbe
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Fékező feszültséget kapcsolnak, hogy a kilökött fotoelektronokat visszatolják a fém felé. Mekkora feszültség kell, hogy éppen csak megállítsa a leggyorsabb kilökött elektronokat is?
Mérlegelendő jóslatok
- A fékezési feszültség nem függ a fotonenergiától.
- A fékezési feszültség (voltban) számszerűleg egyenlő a maximális mozgási energiával (eV-ban) — pontosan ennyi fordított munka kell a leggyorsabb elektronok megállításához.
- A fékezési feszültség a fotocella alakjától függ, nem a fénytől.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Hullámhossz λ (nm)
Amit mérsz:
- Foton energiája E_γ (eV)
- Megállító feszültség V_stop (V)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a photoelectric-retard előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A fotocella kilépési munkája 2.0 eV-ra rögzített.
- Engedélyezd a fékezési feszültség kijelzőt.
- Állítsd be a fény hullámhosszát minden mérésnél, és rögzítsd a leggyorsabb fotoelektronok megállításához szükséges fékezési feszültséget.
Vezéregyenlet
Megállító feszültség — V_stop = K_max/e
A fékező feszültség, amely éppen megállítja a leggyorsabb fotoelektronokat, egyenlő azok maximális mozgási energiájával eV-ban: V_stop = K_max = E_γ − φ. Ez közvetlen, könnyen mérhető leolvasást ad a küszöb feletti fotonenergiából.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az E_γ = hc/λ-t, majd V_stop = K_max = E_γ − φ φ = 2.0 eV használatával (számszerűleg, mert 1 eV mozgási energiát pontosan 1 V fékező potenciál állít meg). Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért ügyes kísérleti trükk a fékezési feszültség mérése: közvetlenül leolvassa a K_max-ot eV-ban, anélkül hogy az elektronok sebességét kellene közvetlenül mérni.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Ha a V_stop-ot a fény FREKVENCIÁJÁVAL (nem hullámhosszával) ábrázolnád, annak a vonalnak a meredeksége h/e lenne — a Planck-állandó osztva az elektron töltésével. Magyarázd meg, miért használták ezt a grafikont történelmileg a Planck-állandó kísérleti mérésére.
- Mekkora lenne a fékezési feszültség egy 2.0 eV alatti fotonenergiájú fénynél? Egyáltalán kellene akkor fékezési feszültség?
- 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
- Üdv a Fényelektromos fékezésnél
- Válaszd ki a fotocellát
- Nyomd meg az Indítást
- Megállító feszültség
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.