현대 물리
나트륨 광전지
설정된 500 nm 광자 (2.48 eV)는 2.28 eV를 넘습니다. 589 nm 나트륨 D선 광자 (~2.1 eV)는 이 모델에서 방출을 일으키지 않습니다.
나트륨 광전지 — 인터랙티브 현대 물리 시뮬레이션. 설정된 500 nm 광자 (2.48 eV)는 2.28 eV를 넘습니다. 589 nm 나트륨 D선 광자 (~2.1 eV)는 이 모델에서 방출을 일으키지 않습니다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
광전관 I–V
500 nm (2.48 eV)는 방출을 일으키고 589 nm (~2.1 eV)는 그렇지 않습니다.
설정된 500 nm 광자 (2.48 eV)는 2.28 eV를 넘습니다. 589 nm 나트륨 D선 광자 (~2.1 eV)는 이 모델에서 방출을 일으키지 않습니다.
- 나트륨의 φ
- 노란 선의 λ
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
나트륨의 일함수는 2.28 eV로, 약 544 nm(황록색 빛)의 문턱 파장에 해당합니다. 붉은 빛(약 650 nm)은 아무리 밝더라도 나트륨에서 광전자를 방출시킬 수 있습니까?
검토할 예측
- 네, 빛이 충분히 밝다면요.
- 빛이 얼마나 오래 비치는지에 따라 달라집니다.
- 아니요. 적색광의 광자 에너지는 나트륨의 일함수보다 낮으므로 강도에 관계없이 전자가 방출되지 않습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 파장 λ (nm)
측정하는 것:
- 광자 에너지 E_γ (eV)
- 최대 운동 에너지 K_max (eV)
실험 진행 방법
- sodium-photocell 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 나트륨의 일함수는 2.28eV입니다.
- 광자 에너지 및 광방출 상태 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대해 빛의 파장을 설정하고 최대 운동 에너지를 기록합니다(임계값 미만인 경우 0).
지배방정식
임계값 동작 — K_max = E − φ
K_max = max(0, E_γ − φ): 일함수 미만에서는 강도에 관계없이 광전자가 방출되지 않습니다. 이는 순전히 고전적인(파동) 빛 그림으로는 설명할 수 없는 날카로운 임계값입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 시행에 대해 E_γ = hc/λ를 계산한 다음, φ = 2.28 eV를 사용하여 K_max = max(0, E_γ − φ)를 계산하세요. 표와 비교하세요 — 가장 긴 파장의 시행이 K_max = 0을 주는지 확인하세요.
- 나트륨의 임계 파장은 λ_threshold = hc/φ ≈ 544 nm입니다. 이보다 긴 파장(낮은 광자 에너지)은 빛의 강도에 관계없이 나트륨에서 전자를 방출할 수 없는 이유를 설명하십시오.
실험 밖에서의 활용
- 태양 스펙트럼과 일치하는 일 함수를 갖도록 다양한 광전지 재료가 선택됩니다. 일함수가 너무 높은 물질이 태양의 가시광선을 전기로 변환하는 대신 대부분을 낭비하는 이유를 설명하십시오.
- 이 실험에서는 K_max가 밝기가 아닌 파장(색상)에 따라 달라지는 것을 보여줍니다. 임계값 이상으로 고정 파장의 밝기를 높이면 빛의 물리적 특성이 어떻게 변합니까?
- 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
- 나트륨 광전지에 오신 것을 환영합니다
- 광전관 선택
- 재생을 누르세요
- 나트륨 일함수
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.