Fisica moderna
Soglia fotoelettrica
Regola λ e φ: la fotocorrente si arresta sotto la frequenza di soglia; leggi V_stop.
Soglia fotoelettrica — simulazione interattiva (Fisica moderna). Regola λ e φ: la fotocorrente si arresta sotto la frequenza di soglia; leggi V_stop. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Effetto fotoelettrico
Regola λ e φ: la fotocorrente si arresta sotto la frequenza di soglia; leggi V_stop.
L'equazione fotoelettrica di Einstein K_max = hf − φ collega l'energia del fotone all'energia cinetica dell'elettrone espulso. Sotto la frequenza soglia hf < φ nessun elettrone esce indipendentemente dall'intensità — prova che la luce è quantizzata. Regola lunghezza d'onda e funzione lavoro per trovare il cut-off.
- K_max = hf − φ
- Frequenza soglia
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Luce di lunghezze d'onda diverse colpisce un metallo con funzione lavoro 2.3 eV. Finché entrambe sono abbastanza corte da espellere elettroni (la loro energia fotonica è sopra l’energia di soglia), un fotone più blu (λ minore) espelle un elettrone con più energia cinetica?
Previsioni da valutare
- No: l'energia cinetica dipende solo dall'intensità, non da λ.
- Dipende dal colore del metallo, non dalla λ della luce.
- Sì: sopra la soglia, λ minore significa fotoni più energetici, quindi elettroni con più energia cinetica.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Lunghezza d'onda λ (nm)
Cosa misuri:
- Energia fotone E_γ (eV)
- KE massima K_max (eV)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset soglia fotoelettrica e premi Reimposta. La funzione lavoro è fissata a 2.3 eV.
- Attiva le letture di energia del fotone e KE massima.
- Imposta la λ per ogni prova e registra la KE massima degli elettroni espulsi.
Equazione che governa
Energia del fotone — E = hc/λ
L'energia di un fotone dipende solo dalla sua lunghezza d'onda (o frequenza): E = hc/λ = hf. Lunghezza d'onda più corta significa fotoni più energetici.
KE massima del fotoelettrone — K_max = E − φ
L'equazione fotoelettrica di Einstein: l'energia del fotone in arrivo paga prima la funzione lavoro (l'energia che lega un elettrone al metallo), e ciò che resta diventa l'energia cinetica dell'elettrone espulso: K_max = E_γ − φ.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola E_γ = hc/λ usando h = 6.626×10⁻³⁴ J·s; c = 2.998×10⁸ m/s, poi K_max = E_γ − φ usando φ = 2.3 eV. Confronta entrambi con la tabella.
- Spiega perché K_max cresce linearmente con l'energia del fotone (quindi con 1/λ) sopra soglia, con pendenza hc (≈1240 eV·nm quando λ è in nm) e intercetta −φ.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- La teoria ondulatoria classica prevedeva che anche luce debole e bassa frequenza prima o poi espellesse elettroni, aspettando o alzando l'intensità. Spiega perché la soglia energetica netta dell'effetto fotoelettrico (indipendente dall'intensità) fu così sorprendente prima della spiegazione a fotoni di Einstein.
- Raddoppiando l'intensità a parità di λ, cambierebbe K_max? Cosa cambierebbe invece?
- 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
- Più o meno energia?
- Sposta verso il blu
- Cattura l'energia cinetica
- Apri i dati
- Spiega le tue prove
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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