Modern fizika
Nátrium fotocella
A beállított 500 nm-es fotonok (2.48 eV) meghaladják a 2.28 eV-t; az 589 nm-es nátrium D-vonal fotonjai (~2.1 eV) ebben a modellben nem sugároznak ki elektronokat.
Nátrium fotocella — interaktív Modern fizika szimuláció. A beállított 500 nm-es fotonok (2.48 eV) meghaladják a 2.28 eV-t; az 589 nm-es nátrium D-vonal fotonjai (~2.1 eV) ebben a modellben nem sugároznak ki elektronokat. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Fotocella I–V
500 nm (2.48 eV) kibocsát; 589 nm (~2.1 eV) nem.
A beállított 500 nm-es fotonok (2.48 eV) meghaladják a 2.28 eV-t; az 589 nm-es nátrium D-vonal fotonjai (~2.1 eV) ebben a modellben nem sugároznak ki elektronokat.
- φ nátriumhoz
- Sárga vonal λ
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
A nátrium kilépési munkája 2.28 eV, ami kb. 544 nm-es (sárga-zöld fényű) küszöbhullamhossznak felel meg. Lökne-e ki bármilyen fotoelektront a vörös fény (kb. 650 nm), bármilyen fényes is?
Mérlegelendő jóslatok
- De, ha a fény elég fényes.
- Attól függ, mennyi ideig világít a fény.
- Nem — a vörös fény fotonenergiája a nátrium kilépési munkája alatt van, tehát intenzitástól függetlenül nem lökődik ki elektron.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Hullámhossz λ (nm)
Amit mérsz:
- Foton energiája E_γ (eV)
- Maximális mozgási energia K_max (eV)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a sodium-photocell előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A nátrium kilépési munkája 2.28 eV.
- Engedélyezd a fotonenergia- és fotoemissziós-állapot kijelzőket.
- Állítsd be a fény hullámhosszát minden mérésnél, és rögzítsd a maximális mozgási energiát (0, ha a küszöb alatt).
Vezéregyenlet
Küszöbviselkedés — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): a kilépési munka alatt intenzitástól függetlenül nem lépnek ki fotoelektronok — éles küszöb, amelyet a fény tisztán klasszikus (hullám-) képe nem tud megmagyarázni.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki az E_γ = hc/λ-t, majd K_max = max(0, E_γ − φ) φ = 2.28 eV használatával. Hasonlítsd a táblázathoz — erősítsd meg, hogy a leghosszabb hullámhosszú mérés K_max = 0-t ad.
- A nátrium küszöbhullamhossza λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Magyarázd meg, miért soha nem lökhet ki elektront ennél hosszabb hullámhossz (kisebb fotonenergia) a nátriumból, bármekkora a fény intenzitása.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A különböző fotovoltaikus anyagokat úgy választják, hogy kilépési munkájuk a napspektrumhoz illeszkedjen. Magyarázd meg, miért pazarolná el a nap látható fényének nagy részét egy túl MAGAS kilépési munkájú anyag, ahelyett hogy villamosenergiává alakítaná.
- Ez a kísérlet azt mutatja, hogy a K_max a hullámhossztól (színtől) függ, nem a fényerőtől. Melyik fizikai tulajdonsága változik a fénynek, ha növeled a fényerőt rögzített, a küszöb feletti hullámhosszon?
- 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 Nátrium-fotocellánál
- Válaszd ki a fotocellát
- Nyomd meg az Indítást
- Nátrium kilépési munkája
- 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.