Fisica moderna
Cella fotoelettrica al sodio
I fotoni configurati a 500 nm (2.48 eV) superano i 2.28 eV; i fotoni della riga D del sodio a 589 nm (~2.1 eV) non emettono in questo modello.
Cella fotoelettrica al sodio — simulazione interattiva (Fisica moderna). I fotoni configurati a 500 nm (2.48 eV) superano i 2.28 eV; i fotoni della riga D del sodio a 589 nm (~2.1 eV) non emettono in questo modello. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
I–V della fotocellula
500 nm (2.48 eV) emette; 589 nm (~2.1 eV) no.
I fotoni configurati a 500 nm (2.48 eV) superano i 2.28 eV; i fotoni della riga D del sodio a 589 nm (~2.1 eV) non emettono in questo modello.
- φ per il sodio
- λ della riga gialla
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
La funzione lavoro del sodio è 2.28 eV, corrispondente a una soglia attorno ai 544 nm (giallo-verde). La luce rossa (~650 nm) espellerebbe fotoelettroni dal sodio, per quanto intensa?
Previsioni da valutare
- Sì, con luce abbastanza intensa.
- Dipende da quanto tempo luce la luce.
- No: l'energia dei fotoni rossi sta sotto la funzione lavoro, nessuna emissione a qualunque intensità.
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 fotocellula al sodio e premi Reimposta. Funzione lavoro 2.28 eV.
- Attiva le letture di energia fotone e stato di fotoemissione.
- Imposta la λ per ogni prova e registra la KE massima (0 sotto soglia).
Equazione che governa
Comportamento di soglia — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): sotto la funzione lavoro nessun fotoelettrone viene emesso indipendentemente dall'intensità — una soglia netta che un quadro puramente classico (ondulatorio) della luce non può spiegare.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola E_γ = hc/λ, poi K_max = max(0, E_γ − φ) usando φ = 2.28 eV. Confronta con la tabella — conferma che la prova a lunghezza d'onda più lunga dia K_max = 0.
- La lunghezza d'onda soglia del sodio è λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm. Spiega perché qualsiasi lunghezza d'onda più lunga di questa (energia del fotone minore) non può mai espellere un elettrone dal sodio, non importa l'intensità della luce.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- I materiali fotovoltaici sono scelti con funzioni lavoro adattate allo spettro solare. Spiega perché un materiale con funzione lavoro troppo ALTA sprecherebbe gran parte della luce visibile del sole invece di convertirla.
- Qui K_max dipende da λ (colore), non dalla luminosità. Quale proprietà fisica della luce cambia alzando la luminosità a λ fissa sopra soglia?
- 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
- Benvenuto alla fotocellula al sodio
- Seleziona la fotocellula
- Premi Play
- Funzione lavoro del sodio
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
Apri laboratorio interattivo →
Scarica foglio di laboratorio →